板块模型专题训练

1、. . -. . 文档 .板块类运动问题专题练习1 p47 20如图13 所示，有一定厚度的长木板ab 在水平面上滑行，木板的质量m1=4.0kg 木板与水平面间的动摩擦因数=0.20 ， 木板上外表距水平面的高度h=0.050m 当木板滑行速度v0=3.0m/s时，将一小物块c 轻放在木板右端b 点处 c 可视为质点， 它的质量 m2=1.0kg 经过一段时间， 小物块 c 从木板的左端a 点滑出，它落地时的动能ekc=1.0j 小物块落地后，木板又滑行了一段距离停在水平面上，这时，木板左端a 点距小物块的落地点的水平距离s1=0.90m 求：1小物块c 从木板的a 点滑出时，木板速度的大小

2、va；2木板 ab的长度 l1 解 ：分析：小物块c 放到木板上后，c 受力如图1，离开木板之前作向右的匀加速运动，假设c 离开木板时的速度为vc，c 离开木板后向右做平抛运动，砸到地面后立即停下来；木板的受力如图2，c 离开它之前，木板做匀减速运动，假设c 离开木板时木板的速度为 va,随后木板以初速度va匀减速滑动，直到停下来。1c 平抛过程中只受重力作用，机械能守恒，得：021222kcceghmvm代入数据：smvc/1向右平抛的水平位移：mghvtvscccx1. 02所以 c 离开木板后，木板实际上由于地面摩擦力而匀减速滑动的位移为：msssx11滑v0a b c 图 13 h l

3、 f c n12m2g 图 1 f f地n地m1g n12图 2 . . -. . 文档 .c 离开木板后，木板受力如图3，由牛顿第二定律：0110amgmf地得：20/2smga故：smsava/2202小物块c 放到木板上后离开木板之前，假设小物块c 在这个过程中的位移为s2，那么木板的位移为s2+l, 根据动能定理：对木板1m：)(21)(20212vvmlsffa地对小物块2m:021222cvmfs假设 c 滑上木块到别离所经历的时间为t ，规定水平向右为正方向，根据动量定理：对木板1m：)()(01vvmtffa地对小物块2m:02cvmft联立得：地ff31联立：ml6.02 p

4、23 24如图 11 所示，水平地面上一个质量m=4.0 kg、长度 l=2.0 m 的木板，在f=8.0 n 的水平拉力作用下， 以 v0=2.0 m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将质量m=l.0 kg 的物块物块可视为质点轻放在木板最右端. 1假设物块与木板间无摩擦，求物块离开木板所需的时间；2假设物块与木板间有摩擦，且物块与木板间的动摩擦因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顿运动. 结果保存二位有效数字2 解： 1未放物块之前，木板做匀速运动.因此木板与地面之间的动摩擦因数 =mgf= 0.20 假设物块与木板间无摩擦，物块放在木板上后将保持

5、静止.木板水平方向受力如图1 所示，它将做匀减速直线运动，设其加速度的大小为a1. f1f=ma1 f1= (m+m )g a1=mfgmm)(= 0.50 m/s2f地0n地0m1g 图 3 图 11 m f m 图 1 f f1 a1 . . -. . 文档 .设物块经过时间t 离开木板 . 木板在这段时间的位移l=v0t21a1t2解得 t = 1.2 s 或 6.8 s 其中 t =6.8 s 不合题意，舍去. 因此 1.2s 后物块离开木板. 2 假设物块与木板间的动摩擦因数也为 ， 那么物块放在木板上后将做匀加速运动，设物块的加速度的大小为a2. mg=ma2 a2 =g=2.0

6、m/s2木板水平方向受力如图2 所示，它做匀减速直线运动，设其加速度的大小为a3. f1+ f2f=ma3 (m+m)g+ mg f=ma3a3 =1.0 m/s2 设经时间t，物块与木板速度相等，此时它们的速度为v，此过程中木板的位移为s1，物块的位移为s2. v =v0a3tv=a2ts1= v0t21a3t2s2 =21a2t2解得t=32s，v =34m/s ，s1 =910m，s2 =94m 因为 s1 s2l，所以物块仍然在木板上.之后，它们在水平方向的受力如图3 所示，二者一起做匀减速直线运动，设它们共同运动的加速度的大小为a4. f1f=(m+m)a4 (m+m)gf =(m+

7、m)a4a4 = 0.40 m/s2设再经过时间t，它们停顿运动. 0 = va4tt=310s t总= t+ t= 4.0 s 因此将物块放在木板上后，经过4.0 s 木板停顿运动. 3 p43 40如图 17 所示，平板车长l=6.0m ，质量 m=10kg，将其置于光滑水平面上，车的上外表到水平面的距离h=1.25m 。现平板车正在光滑水平面上以v0=10m/s 向右做匀速直线运动，某时刻对平板车施加一个方向水平向左、大小f1=78n 的恒力，与此同时，将一个质量m=1.0kg 的木块轻放在平板车的右端。f1作用 1.0s 后，将力的大小改为 f2=422n作用位置和施力方向不变。f2作

8、用一段时间后，木块脱离平板车落到水平面上，在木块脱离平板车的瞬间撤去f2。平板车与木块的动摩擦因数 =0.20 ，木块可视为质点，空气阻力可忽略不计，取g=10m/s2。求： 1木块从离开平板车至落到水平面上所用的时间； 2在 f1作用的时间，摩擦力对平板车做的功； 3木块落到水平面上时，距离平板车右端的水平距离。图 2 f f1 f2 a3图 3 f f1 a4 m m f1v0 图 17 . . -. . 文档 .3 8 分解：1木块离开平板车后，只受重力，在竖直方向做初速为零的匀加速直线运动，设从木块离开平板车开场至落到光滑水平面上所用的时间为t ，那么有h=12gt2 解得： t =g

9、h2=0.50s 3分2木块放到平板车右端后，木块和平板车沿水平方向受力情况如答图2 所示。设此时平板车的加速度为a1，木块的加速度为a2根据牛顿第二定律，对平板车有f1+ mg =ma1对木块有 mg =ma2解得： a1=8.0m/s2；a2=2.0 m/s21分设将木块放到平板车右端后经过t1时间木块和平板车到达共同速度，那么有 v0a1t1= a2t1，解得： t1=1.0s 此时间刚好是f1作用的时间，设在这段时间平板车的位移为x1那么 x1= v0t112a1t12，解得： x1=6.0m 1 分在 f1作用的时间摩擦力对平板车做的功w= mg x1=0.20 1.0 10 6.0

10、j=12 j1分3在 f1作用的时间木块的位移为x2= 12a2t12=1.0m 1.0s 末木块距离平板车右端的距离 ?x=lx2=5.0m ，如答图3 所示。1.0s 末平板车和木块具有一样的速度 v=a2t1=2.0m/s f2开场作用后，木块和平板车沿水平方向受力的情况如答图4 所示。木块做减速运动，其加速度大小不变，方向改变。设此时平板车的加速度为a3根据牛顿第二定律，对平板车有f2 mg =ma3解得： a3= 42m/s2设木块在速度减为零时，木块、平板车的位移分别为x3、x4，取水平向右的方向为正方向。x3= v2/2 a2=1.0m ，木块速度减为零所用时间t2= va2=1

11、.0s 所以x4= vt212a3t22=19m 答图 2 f m m f1 fm x1 m f1 m f1 x2 ?xm 答图 3 答图 4 m f2 fm fv. . -. . 文档 .因| x4| ?x 说明木块在速度减为零之前已经从平板车的右端脱离。在 f2作用 t3时间木块与平板车脱离，在这个过程中木块、平板车的位移分别为x5、x6，木块的位移x5= vt312a2t32平板车的位移x6=vt312a3t32由答图 5 所示的几何关系可知x5+| x6|= ?x，由此解得：t3=0.50s 1分木块离开平板车瞬间的速度v1=va2t3=1.0m/s 木块离开平板车后水平位移x7= v

12、1t=0.50m 木块离开平板车的瞬间平板车的速度v2=va3t3=19m/s 木块离开平板车后平板车水平位移x8= v2 t =9.5m 木块落到水平面上时距离平板车右端的水平距离x= x7| x8|=10m 1分4p37 18 05 夏季会考如图15 所示，水平桌面距地面的高度h=0.80m 可以看成质点的小金属块c 的质量 m1=0.50kg ，放在厚度不计的长木板ab 上木板长l=0.865m ，质量 m2=0.20kg ， 木板的 a 端跟桌面的边缘对齐小金属块c 到木板 b 端的距离d=0.375m 假定小金属块与木板间、木板与桌面间、小金属块与桌面间的动摩擦因数都相等，其值0.2

13、0 现用力将木板水平向右加速抽出在小金属块从木板上滑下以前，加在木板上的力为水平向右的恒力f小金属块落到桌面上后，又在桌面上滑动了一段距离，再从桌面边缘飞出落到水平地面上小金属块落地点到桌边的水平距离s=0.08m 求作用在木板上的恒力f的大小4 解：小金属块经历了三段运动过程：在木板上的匀加速直线运动，从木板上滑落后在桌面上的匀减速直线运动，离开桌面后的平抛运动设小金属块做平抛运动的时间为t3，2321gth) s(4.01080. 0223ght设平抛运动的初速度为v2，32tvsm f1 m x2 ?xx1 m m f1 m f2 x5 m x6 答图 5 图 1 f1m1g f1c f

14、 l d h a b s 第 8 题图. . -. . 文档 .)m/s(2 .04 .008.032tsv小金属块在长木板上运动时的受力如图1 所示，小金属块这时做匀加速直线运动，设它的加速度为 a1)n(0.11050.020.0111gmff)m/s(0.25.00.12111mfa小金属块离开长木板后在桌面上运动时的受力如图2 所示，小金属块这时做匀减速直线运动，设它的加速度的大小为1a)n(0.1105 .02.0111gmff)m/s(0.25.00.12111mfa11aa设小金属块在木板上运动时，相对于地面运动的距离为s1，末速度为v1，所用时间为t1，12112avs111tav设小金属块在桌面上运动时，相对于地面运动的距离为s2，末速度为v2，2122212vvsa由题意知dlss21联立以上四式，解得s1=0.25m s2=0.24m t1=0.5s v1=1.0m/s 取木板为研究对象，小金属块在木板上运动时，木板受力如图3 所示)n(4.11070.020.0)(2122gmmff木板在