高中物理中的滑块问题(含解析).doc
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1、高中物理中的滑块问题1(2010淮阴中学卷)如图,在光滑水平面上,放着两块长度相同,质量分别为M1和M2的木板,在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块。开始时,各物均静止,今在两物体上各作用一水平恒力F1、F2,当物块和木板分离时,两木板的速度分别为v1和v2,物体和木板间的动摩擦因数相同,下列说法正确的是 ( BD )F1F2A若F1F2,M1M2,则v1v2B若F1F2,M1M2,则v1v2C若F1F2,M1M2,则v1v2D若F1F2,M1M2,则v1v22如图所示,长2m,质量为1kg的木板静止在光滑水平面上,一木块质量也为1kg(可视为质点),与木板之间的动摩擦因数为0
2、.2。要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落,则木块初速度的最大值为( D )A1m/s B2 m/s C3 m/s D4 m/s3如图所示,小木块质量m1kg,长木桉质量M10kg,木板与地面以及木块间的动摩擦因数均为0.5当木板从静止开始受水平向右的恒力F90 N作用时,木块以初速v04 ms向左滑上木板的右端则为使木块不滑离木板,木板的长度l至少要多长?4.如图所示,质量M=1.0kg的长木板静止在光滑水平面上,在长木板的右端放一质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点),小滑块与长木板之间的动摩擦因数=0.20.现用水平横力F=6.0N向右拉长木板,使小滑块与长木板发生相对滑动,经过t
3、=1.0s撤去力F.小滑块在运动过程中始终没有从长木板上掉下.求:MFm(1)撤去力F时小滑块和长木板的速度个是多大;(2)运动中小滑块距长木板右端的最大距离是多大?(1).对滑和木板分别利用牛顿第二定律和运动学公式 (2).最大位移就是在滑块和木板相对静止时1s后.没有拉力.只有相互间的摩擦力滑块加速度大小均为=2m/s2(方向相反)v1+t2=v2t2 代入数据 2+2t2=4-2t2 解得 t2=0.5s 此时2个的速度都是v=3m/s 木块和木板的位移分别为 5(2010龙岩二中卷)如图所示,一质量M=2.0kg的长木板静止放在光滑水平面上,在木板的右端放一质量m=1.0kg可看作质点
4、的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为=0.2.用恒力F向右拉动木板使木板在水平面上做匀加速直线运动,经过t=1.0s后撤去该恒力,此时小物块恰好运动到距木板右端l=1.0m处。在此后的运动中小物块没有从木板上掉下来.求: (1)小物块在加速过程中受到的摩擦力的大小和方向; (2)作用于木板的恒力F的大小; (3)木板的长度至少是多少?解:(1)小物块受力分析如图所示,设它受到的摩擦力大小为f f=0.21.010N=2N 方向水平向右 (2)设小物块的加速度为a1,木板在恒力F作用下做匀加速直线运动时的加速度为a2,此过程中小物块的位移为s1,木板的位移为s2则有: 对木板进行受力分析,如图
5、所示,根据牛顿第二定律:F-f=Ma2,则F=f+Ma2, 代入数值得出F=10N。 (3)设撤去F时小物块和木板的速度分别为v1和v2,撤去F后,木板与小物块组成的系统动量守恒,当小物块与木板相对静止时,它们具有共同速度V共 根据动量守恒定律得: mv1+Mv2=(m+M) V共 对小物块:根据动能定理: 对木板:根据动能定理:代入数据:所以木板的长度至少为L=l+l=m1.7m )6如图所示,一辆M=8kg,长L=2m的平板小车静止在水平地面上,小车的左端放置一物块(可视为质点)。已知小车高度h=080 m。物块的质量m=10kg,它与小车平板间的动摩擦因数=020。现用F=26 N水平向
6、左的恒力拉小车,经过一段时间后,物块与小车分离。不计小车与地面间的摩擦。取g=10m/s2,求: (1)物块与小车分离前,小车向左运动的最大距离; (2)当物块落地时,物块与小车右端的水平距离。答案:(1)60m (2)106 m。解:(1) 利用并代入数据解得s2=6m(2) 7如图所示,水平地面上一个质量M=40kg、长度L=20m的木板,在F=80 N的水平拉力作用下,以v0=20m/s的速度向右做匀速直线运动。某时刻将质量m=10 kg的物块(物块可视为质点)轻放在木板最右端。 (1)若物块与木板间无摩擦,求物块离开木板所需的时间; (2)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因
7、数和木板与地面间的动摩擦因数相等,求将物块放在木板上后,经过多长时间木板停止运动。(结果保留二位有效数字)答案:(1)12s(2)40 s解(1) 代入数据得:t1.2s(2) 共速时 解得接着一起做匀减速直线运动直到速度为零,停止运动,总时间f2/N10234564F/N2681012148(2010长沙市一中卷)如图所示,质量M = 1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数2=0.4,取g=10m/s2,试求:(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长
8、时间铁块运动到木板的右端?(2)若在铁块上的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F,通过分析和计算后,请在图中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图像。(设木板足够长)解析:(1)木块的加速度大小 =4m/s2 铁块的加速度大小 2m/s2 设经过时间t铁块运动到木板的右端,则有 解得:t=1s(2)当F 1(mg+Mg)=2N时,A、B相对静止且对地静止,f2=Ff2 /N10234564F/N268101214设F=F1时,A、B恰保持相对静止,此时系统的加速度 2m/s2 以系统为研究对象,根据牛顿第二定律有 解得:F1=6N所以,当2N6N,A、B发生相对运动,=4
9、N画出f2随拉力F大小变化的图像如右9.如图所示,质量m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10 m/s2,求(1)物块在车面上滑行的时间t;(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0不超过多少。(1)0.24s (2)5m/s【解析】本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题。涉及动量守恒定律、动量定理和功能关系这些物理规律的运用。(1)设物块与小车的共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动
10、量守恒定律有 设物块与车面间的滑动摩擦力为F,对物块应用动量定理有 其中 解得代入数据得 (2)要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度v,则 由功能关系有 代入数据解得 =5m/s故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车的速度v0不能超过5m/s。10.如图(a)所示,光滑水平面上停放着一辆上表面粗糙的平板车,质量为M,一质量为m的铁块以水平初速度v0滑到小车上,两物体开始运动,它们的速度随时间变化的图象如图(b)所示(t0是滑块在车上运动的时间),则可以断定 ( )A.铁块与小车最终滑离B.铁块与小车的质量之比m:M=1:1C.铁块与小车表面的动摩擦因数=D.平板车上
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