高考物理計(jì)算題訓(xùn)練——滑塊與木板模型答案版

1、計(jì)算題訓(xùn)練計(jì)算題訓(xùn)練——滑塊與木板模型滑塊與木板模型1、木板M靜止在光滑水平面上，木板上放著一個(gè)小滑塊m，與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，為了使得m能從M上滑落下來(lái)，求下列各種情況下力F的大小范圍。（1）m與M剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：①要滑動(dòng)：m與M間的靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力；②未滑動(dòng)：此時(shí)m與M加速度仍相同。受力分析如圖，先隔離m，由牛頓第二定律可得：a=μmgm=μg再對(duì)整體，由牛頓第二定律可得：F0=(Mm)a解得：F0=μ(Mm

2、)g所以，F(xiàn)的大小范圍為：Fμ(Mm)g（2）受力分析如圖，先隔離M，由牛頓第二定律可得：a=μmgM再對(duì)整體，由牛頓第二定律可得：F0=(Mm)a解得：F0=μ(Mm)mgM所以，F(xiàn)的大小范圍為：Fμ(Mm)mgM2、如圖所示，有一塊木板靜止在光滑水平面上，木板質(zhì)量M=4kg，長(zhǎng)L=1.4m.木板右端放著一個(gè)小滑塊，小滑塊質(zhì)量m=1kg，其尺寸遠(yuǎn)小于L，它與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，g=10ms2，（1）現(xiàn)用水平向右的恒力F作用

3、在木板M上，為了使得m能從M上滑落下來(lái)，求F的大小范圍.（2）若其它條件不變，恒力F=22.8N，且始終作用在M上，求m在M上滑動(dòng)的時(shí)間.（1）小滑塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力f=μFN=μmg=4N…………①滑動(dòng)摩擦力f是使滑塊產(chǎn)生加速度的最大合外力，其最大加速度a1=fm=μg=4ms2…②當(dāng)木板的加速度a2a1時(shí)，滑塊將相對(duì)于木板向左滑動(dòng)，直至脫離木板Ff=ma2ma1Ffma1=20N…………③即當(dāng)F20N，且保持作用一般時(shí)間后，小滑

4、塊將從木板上滑落下來(lái)。（2）當(dāng)恒力F=22.8N時(shí)，木板的加速度a2＇，由牛頓第二定律得Ff=Ｍa2＇計(jì)算題訓(xùn)練計(jì)算題訓(xùn)練——滑塊與木板模型滑塊與木板模型因，所以B不能離開A，B與A的左端的最大距離為（1分）Ls?1ms60.01?4、如圖所示，光滑水平面MN的左端M處有一彈射裝置P(P為左端固定，處于壓縮狀態(tài)且鎖定的輕質(zhì)彈簧，當(dāng)A與P碰撞時(shí)P立即解除鎖定)，右端N處與水平傳送帶恰平齊且很靠近，傳送帶沿逆時(shí)針方向以恒定速率υ=5ms勻速

5、轉(zhuǎn)動(dòng)，水平部分長(zhǎng)度L=4m。放在水平面上的兩相同小物塊A、B（均視為質(zhì)點(diǎn)）間有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧，彈性勢(shì)能Ep=4J，彈簧與A相連接，與B不連接，A、B與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，物塊質(zhì)量mA=mB=1kg。現(xiàn)將A、B由靜止開始釋放，彈簧彈開，在B離開彈簧時(shí)，A未與P碰撞，B未滑上傳送帶。取g=10ms2。求：（1）B滑上傳送帶后，向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處與N點(diǎn)間的距離s；（2）B從滑上傳送帶到返回到N端的時(shí)間t和這一過(guò)程中B與傳送帶間因

6、摩擦而產(chǎn)生的熱能Q；（3）B回到水平面后壓縮被彈射裝置P彈回的A上的彈簧，B與彈簧分離然后再滑上傳送帶。則P鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能E滿足什么條件，才能使B與彈簧分離后不再與彈簧相碰。解：（1）彈簧彈開的過(guò)程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒Ep=mAυA2mBυB2（1分）分）由動(dòng)量守恒有mAυAmBυB=0（1分）分）聯(lián)立以上兩式解得υA=2msυB=2ms（1分）分）B滑上傳送帶做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零時(shí)，向右運(yùn)動(dòng)的距離最大。由動(dòng)能定理得μmBgs

7、m=0mBυB2（1分）分）解得sm==1m（1分）分）υB22μg（2）物塊B先向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度減小到零，然后反方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，回到皮帶左端時(shí)速度大小仍為υB=2ms（1分）分）由動(dòng)量定理μmBgt=mBυBmBυB（1分）分）解得t==2s（1分）分）2υBμgB向右勻減速運(yùn)動(dòng)因摩擦而產(chǎn)生的熱能為Q1=μmBg(υsm)（1分）分）t2B向左勻加速運(yùn)動(dòng)因摩擦而產(chǎn)生的熱能為Q2=μmBg(υsm)（1分）分）t2PMNAB