提高班高中物理重要模型大全及摩擦专题全面总结

专心细心耐心恒心高中重要物理模型全面总结概率较大的常见的物理模型：斜面问题、叠加体模型(包含子弹射入)、带电粒子的加速与偏转、天体问题(圆周运动)、轻绳(轻杆)连接体模型、传送带问题、含弹簧的连接体模型．斜面问题、叠加体模型、含弹簧的连接体模型等在高考中的地位特别重要，本专题就这几类模型进行归纳总结和强化训练；传送带问题在高考中出现的概率也较大，而且解题思路独特.图9图9－1甲1．自由释放的滑块能在斜面上(如图9－1甲所示)匀速下滑时，m与M之间的动摩擦因数μ＝gtanθ．图9图9－1乙(1)静止或匀速下滑时，斜面M对水平地面的静摩擦力为零； (2)加速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向右；(3)减速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向左．3．自由释放的滑块在斜面上(如图9－1乙所示)匀速下滑时，M对水平地面的图9－2静摩擦力为零，这一过程中再在m上加上任何方向的作用力，(在m停止前)图9－2水平地面的静摩擦力依然为零(见一轮书中的方法概述)．4．悬挂有物体的小车在斜面上滑行(如图9－2所示)：(1)向下的加速度a＝gsinθ时，悬绳稳定时将垂直于斜面；(2)向下的加速度a＞gsinθ时，悬绳稳定时将偏离垂直方向向上；图9－3(3)向下的加速度a＜gsin图9－35．在倾角为θ的斜面上以速度v0平抛一小球(如图9－3所示)：(1)落到斜面上的时间t＝eq\f(2v0tanθ,g)；(2)落到斜面上时，速度的方向与水平方向的夹角α恒定，且tanα＝2tanθ，与初速度无关；图9－4(3)经过tc＝eq\f(v0tanθ,g)小球距斜面最远，最大距离d＝eq\f((v0sinθ)2,2gcosθ)．图9－46．如图9－4所示，当整体有向右的加速度a＝gtanθ时，m能在斜面上保持图9－图9－57．在如图9－5所示的物理模型中，当回路的总电阻恒定、导轨光滑时，ab棒所能达到的稳定速度vm＝eq\f(mgRsinθ,B2L2)．图图9－68．如图9－6所示，当各接触面均光滑时，在小球从斜面顶端滑下的过程中，斜面后退的位移s＝eq\f(m,m＋M)L．※在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁场，其方向一个垂直于斜面向上，一个垂直于斜面向下(如图9－8甲所示)，它们的宽度均为L．一个质量为m、边长也为L的正方形线框以速度v进入上部磁场时，恰好做匀速运动．图9－8甲图9－8甲(1)当ab边刚越过边界ff′时，线框的加速度为多大，方向如何？(2)当ab边到达gg′与ff′的正中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则线框从开始进入上部磁场到ab边到达gg′与ff′的正中间位置的过程中，线框中产生的焦耳热为多少？(线框的ab边在运动过程中始终与磁场边界平行，不计摩擦阻力)二、叠加体模型图9－9叠加体模型在历年的高考中频繁出现，一般需求解它们之间的摩擦力、相对滑动路程、摩擦生热、多次作用后的速度变化等，叠加体模型有较多的变化，解题时往往需要进行综合分析．图9－91．叠放的长方体物块A、B在光滑的水平面上匀速运动或在光滑的斜面上自由释放后变速运动的过程中(如图9－9所示)，A、B之间无摩擦力作用．图9－10图9－102．如图9－10所示，一对滑动摩擦力做的总功一定为负值，其绝对值等于摩擦力乘以相对滑动的总路程或等于摩擦产生的热量，与单个物体的位移无关，即Q摩＝f·s相．图9－11质量为M的均匀木块静止在光滑的水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同的步枪和子弹的射击手．首先左侧的射击手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d1，然后右侧的射击手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d2，如图9－11所示．设子弹均未射穿木块，且两子弹与木块之间的作用力大小均相同．当两颗子弹均相对木块静止时，下列说法正确的是(注：属于选修3－5模块)()图9－11A．最终木块静止，d1＝d2B．最终木块向右运动，d1<d2C．最终木块静止，d1<d2D．最终木块静止，d1>d2三、含弹簧的物理模型高考命题者常以弹簧为载体设计出各类试题，这类试题涉及静力学问题、动力学问题、动量守恒和能量守恒问题、功能问题等，几乎贯穿了整个力学的知识体系．对于弹簧，从受力角度看，弹簧上的弹力是变力；从能量角度看，弹簧是个储能元件．因此，弹簧问题能很好地考查学生的综合分析能力，故备受高考命题老师的青睐．题目类型有：静力学中的弹簧问题，动力学1．静力学中的弹簧问题(1)胡克定律：F＝kx，ΔF＝k·Δx．(2)对弹簧秤的两端施加(沿轴线方向)大小不同的拉力，弹簧秤的示数一定等于挂钩上的拉力．图9－12甲※如图9－12甲所示，两木块A、B的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，两弹簧分别连接A、B，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提木块A，直到下面的弹簧对地面的压力恰好为零，在此过程中A和B的重力势能共增加了()图9－12甲A．eq\f((m1＋m2)2g2,k1＋k2)B．eq\f((m1＋m2)2g2,2(k1＋k2))C．(m1＋m2)2g2(eq\f(k1＋k2,k1k2))D．eq\f((m1＋m2)2g2,k2)＋eq\f(m1(m1＋m2)g2,k1)C．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等3.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行，木块受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，则()A．长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)gC．当F>μ2(m＋M)g时，长木板便开始运动D．无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动4.长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图象怎样？5.如图所示，与水平面夹角为30°固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体。细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为5.0N。关于物体受力的判断（取g=10m/s2），下列说法正确的是（

）A．斜面对物体的摩擦力大小为零B．斜面对物体的摩擦力大小为5.0N，方向沿斜面向上C．斜面对物体的支持力大小为N，方向竖直向上D．斜面对物体的支持力大小为5.0N，方向垂直斜面向上6.如图所示，斜面上质量为m的物体受到方向沿斜面向上的力F作用而静止在斜面上，则关于斜面对物体的静摩擦力，以下说法中正确的是（）

A．方向一定沿斜面向上B．方向一定沿斜面向下

C．大小可能等于零D．大小可能等于FF7.如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面F上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2＞0）。由此可求出()A．物块的质量B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力D．物块对斜面的正压力8.A、B、C三物体质量分别为M、m、m0，作如图所示的连接，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的摩擦均不计，若B随A一起沿水平桌面向右做匀速运动，则可以断定（）A．物体A与桌面之间有摩擦力，大小为m0gB．物体A与B之间有摩擦力，大小为m0gC．桌面对A，B对A，都有摩擦力，方向相同，大小均为m0gD．桌面对A，B对A，都有摩擦力，方向相反，大小均为m0g9.如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角，则 () A．车厢的加速度为gsinθB．绳对物体1的拉力为eq\f(m1g,cosθ)C．底板对物体2的支持力为(m2－m1)gD．物体2所受底板的摩擦力为010.如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（）A．当F<2μmg时，A、B都相对地面静止B．当F=时，A的加速度为C．当F>3μmg时，A相对B滑动D．无论F为何值，B的加速度不会超过11.如图所示，质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为m的物体，以一定的初速度从A点沿平行斜面的方向推出，物体m沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列有关说法中正确的是()A．地面对木楔的支持力大于(M＋m)gB．地面对木楔的支持力小于(M＋m)gC．地面对木楔的支持力等于(M＋m)gD．地面对木楔的摩擦力为012.如图所示，一物体放在倾角为θ的传输带上，且物体始终与传输带相对静止．关于物体所受到的静摩擦力，下列说法正确的是 ()A．当传输带加速向上运动时，加速度越大，静摩擦力越大B．当传输带匀速运动时，速度越大，静摩擦力越大C．当传输带加速向下运动时，静摩擦力的方向一定沿斜面向下D．当传输带加速向下运动时，静摩擦力的方向一定沿斜面向上13.如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间不可能是（）A.eq\f(L,v)＋eq\f(v,2μg)B.eq\f(L,v)C.eq\r(\f(2L,μg))D.eq\f(2L,v)14.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为()A.B.C.D.3μmg15.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为T.现用水平拉力F拉质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是()A.质量为2m的木块受到四个力的作用B.当F逐渐增大到T时,轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5T时,轻绳还不会被拉断D.轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为16.如图所示，质量为1kg的木块A与质量为2kg的木块B叠放在水平地面上，A、B间的最大静摩擦力2N，B与地面间的动摩擦因数为0.2.用水平力F作用于B，则A、B保持相对静止的条件是(g＝10m/s2) () A．F≤12N B．F≤10NC．F≤9N D．F≤6N17.如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升。夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动，力F的最大值是()A.eq\f(2fm＋M,M)B.eq\f(2fm＋M,m)C.eq\f(2fm＋M,M)－(m＋M)gD.eq\f(2fm＋M,m)＋(m＋M)g18.如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A，某时刻B受到水平向左的外力F的作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即F＝kt，其中k为已知常数．若A、B之间的滑动摩擦力Ff的大小等于最大静摩擦力，且A、B的质量相等，则下列图中可以定性地描述物块A的v－t图象的是()19.如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ，则下图中能反映小木块的速度随时间变化关系的是（）20．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知v2＞v1．则

（）A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t1时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．t2-t3时间内，小物块受到的摩擦力方向向右D．0-t2时间内，小物块受到摩擦力的大小和方向都不变21.如图所示，水平地面上一个质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板，在F=8.0N的水平拉力作用下，以v0=2.0m/s的速度向右做匀速直线运动．某时刻将质量m=1.0kg的物块（物块可视为质点）轻放在木板最右端．（g=10m/s2）（1）若物块与木板间无摩擦，求物块离开木板所需的时间；（保留二位有效数字）

（2）若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止运动．22.如图所示，质量M=1Kg的木板A静止在水平地面上，在木板的左端放置一个质量=1kg的铁块B(大小可忽略)，铁块与木板间的动摩擦因数μ=0.3，木板长L=1m，用F=5N的水平恒力作用在铁块上，g取10m/s。(1)若水平地面光滑，计算说明铁块与木板间是否会发生相对滑动。(2)若木板与水平地面间的动摩擦因数μ=0.1，求铁块运动到木板右端的时间。(12分)23.如图所示，一质量为M的长木板静止在水平面上，有一质量为m的小滑块以一定的水平速度冲上木板，已知滑块和木板之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求（1）若滑块在木板上滑动时，木板能保持静止不动，木板和地面之间的动摩擦因数须满足什么条件？

（2）若长木板的质量M=0.2kg，长木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.1.滑块的质量也为0.2kg。滑块以v0=1.2m/s的速度滑上长板的左端，小滑块与长木板间的动摩擦因数μ0=0.4.滑块最终没有滑离长木板，求滑块在开始滑上长木板到最后静止下来的过程中，滑块滑行的距离是多少？（g=10m/s2）24．如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为M的A、B两块木板，在木板A的上面放着一个质量为m的物块C，木板和物块均处于静止状态．A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数都为μ．若用水平恒力F向右拉动木板A，使之从C、B之间抽出来，已知重力加速度为g，则拉力F的大小应该满足的条件是(已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力)()A．F＞μ(2m＋M)gB．F＞μ(m＋2M)gC．F＞2μ(m＋M)gD．F＞225．如图所示，水平传送带以v＝2m/s的速度匀速前进，上方漏斗中以每秒50kg的速度把煤粉竖直抖落到传送带上，然后一起随传送带运动．如果要使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为()A．100WB．200WC．500WD．无法确定26．如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ．若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则()A．将滑块由静止释放，如果μ＞tanθ，滑块将下滑B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑块将减速下滑C．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ＝tanθ，则拉力大小应是2mgsinθD．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ＝tanθ，则拉力大小应是mgsinθ27．如图甲所示，质量为2m的长木板静止地放在光滑的水平面上，另一质量为m的小铅块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板的左端，恰能滑至木板的右端且与木板保持相对静止，铅块在运动过程中所受到的摩擦力始终不变．若将木板分成长度与质量均相等(即m1＝m2＝m)的两段1、2后，将它们紧挨着放在同一水平面上，让小铅块以相同的初速度v0由木板1的左端开始运动，如图乙所示，则下列说法正确的是()A．小铅块滑到木板2的右端前就与之保持相对静止B．小铅块滑到木板2的右端后与之保持相对静止C．甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等D．图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量28．一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间的关系的图像是ABCDABCDaFOaFOaFOaFOF29．如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2＞0）。由此可求出FA．物块的质量B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力C．物块对斜面的正压力内侧外侧公路30内侧外侧公路A．路面外侧高内侧低B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小31．一长木板在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度-时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10m/s2，求：⑴物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；v/(m•s-1)v/(m•s-1)t/s0150.5图932．一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则(图9A．WF2＞4WF1，Wf2＞2Wf1B．WF2＞4WF1，Wf2＝2Wf1C．WF2＜4WF1，Wf2＝2Wf1D．WF2＜4WF1，Wf2＜2Wf133、如图9所示，重6N的木块静止在倾角为300的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向，大小等于4N的力F推木块，木块仍保持静止，则木块所受的摩擦力大小为……………(C)A．4NB．3NC．5ND．6NABF34．木块A．B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25｡夹在A．B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m｡系统置于水平地面上静止不动｡现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示｡力FABFA．木块A所受摩擦力大小是12.5NB．木块A所受摩擦力大小是11.5N图1-B-8C．木块B所受摩擦力大小是9ND．木块B所受摩擦力大小是7N图1-B-835．如图1-B-8所示,质量为m的工件置于水平放置的钢板C上,二者间动摩擦因数为μ,由于光滑导槽A．B的控制,工件只能沿水平导槽运动,现在使钢板以速度ν1向右运动,同时用力F拉动工件(F方向与导槽平行)使其以速度ν2沿导槽运动,则F的大小为（）A等于μmg B．大于μmgC小于μmg D．不能确定36.如图所示，一物块（可视为质点）以7m/s的初速度从半圆面的A点滑下，运动到B点时的速度大小仍为7m/s。若该物块以6m/s的初速度仍由A点滑下，则运动到B点时的速度大小为（）A.大于6m/s B.等于6m/sC.小于6m/s D.无法确定ABB/C37.如图所示在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB/（都可看作斜面）。甲、乙两名旅游者分乘两个滑沙撬从插有红旗的A点由静止出发同时沿AB和ABB/CA.甲在B点的速率等于乙在B/点的速率B.甲的滑行总路程比乙短C.甲全部滑行过程的水平位移一定比乙全部滑行过程的水平位移大D.甲、乙停止滑行后回头看A处的红旗时视线的仰角一定相同38.如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d=0.50m盆边缘的高度为h=0.30m。在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.