2013年会考力学滑块木板模型试题汇编.doc

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1、1．（8分）如图所示，水平面上有一块木板，质量M=4.0kg，它与水平面间的动摩擦因数μ1=0.10。在木板的最左端有一个小滑块（可视为质点），质量m=2.0kg。小滑块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.50。开始时它们都处于静止状态。某时刻起对小滑块施加一个水平向右的恒力F＝18N，此后小滑块将相对木板滑动，1.0s后撤去该力。（1）求小滑块在木板上滑行时，木板加速度a的大小；（2）若要使小滑块不离开木板，求木板的长度L应满足的条件。（1）小滑块在木板上滑行时，先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，小滑块的

2、受力情况分别如图甲和乙所示。在此过程中，木板的受力情况如图丙所示。图甲图乙图丙小滑块受到木板的摩擦力根据牛顿第三定律：木板受到小滑块摩擦力的大小木板受到小滑块压力的大小木板受到地面的摩擦力根据牛顿第二定律可知，木板的加速度（2）在拉力F的作用下，滑块做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律，滑块的加速度撤去拉力F时，滑块的速度滑块运动的距离撤去拉力F后，滑块做匀减速直线运动。根据牛顿第二定律，滑块的加速度若滑块没有滑出木板，滑块将与木板达到共同速度，设该速度为v2。则这段时间在时间内，木板做匀加速直线运动，则有所以则

3、滑块做匀减速直线运动的距离木板运动的距离则滑块相对木板运动的距离所以要使小滑块不离开木板，木板长度L应满足，即2、如图21所示，水平桌面上有一薄木板，它的右端与桌面的右端相齐。薄木板的质量M=1.0kg，长度L=1.0m。在薄木板的中央有一个小滑块（可视为质点），质量m=0.5kg。小滑块与薄木板之间的动摩擦因数μ1=0.10，小滑块与桌面之间的动摩擦因数μ2=0.20，薄木板与桌面之间的动摩擦因数μ3=0.20。设小滑块与薄木板之间的滑动摩擦力等于它们之间的最大静摩擦力。某时刻起对薄木板施加一个向右的拉力F使

4、木板向右运动。（1）若小滑块与木板之间发生相对滑动，拉力F1至少是多大？（2）若小滑块脱离木板但不离开桌面，求拉力F应满足的条件。（1）设小滑块与薄木板刚好发生相对滑动时，小滑块的加速度为a1，薄木板的加速度为a2，根据牛顿第二定律μ1mg=ma1…………………………1分F1-μ1mg-μ3（m+M）g=Ma2………………1分a1=a2…………………………1分F1=4.5N…………………………1分（2）设小滑块脱离薄木板时的速度为v，时间为t，在桌面上滑动的加速度为a3，小滑块脱离木板前，薄木板的加速度为a4，

5、空间位置变化如图所示，则滑块的位移：v=a1tμ2mg=ma3x1=，x2=…………………………1分木板的位移：…………………………1分F2-μ1mg-μ3（m+M）g=Ma4解得：F2=6N…………………………1分要使小滑块脱离薄木板但不离开桌面，拉力F6N。…………………………1分3．（8分）如图11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

6、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m＝0.20。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：（1）作用在木板上的恒力F的大小。（2）若希望小金属块不滑出桌面，则恒力的大小应该如何调整，请说明理由。CFLdhABs图11解：小金属块经历了三段运动过程：在木板上的匀加速

7、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，设平抛运动的初速度为v2，图1f1m1gF1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．图2f1΄m1gF1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．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，　　　　　　①　　　　　　②设小金属块在桌面上运动时，相对于地面运

8、动的距离为s2，末速度为v2，　　　③由题意知　　　　④联立以上四式，解得s1=0.25ms2=0.24mt1=0.5sv1=1.0m/sm2gF1΄f2FF2图3f1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．木板在t1时间内向右运动距离为d+s1，设木板的加速度为a2，则利用牛顿定律F－(f1+f2)=m2a2F=3.4N4.（8分）如图13所示，水平地面上一个质