板砖问题(物理模型五).doc

物理模型五：板砖模型1、如图所示，上面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小木块以速度V0从木板的左端滑上木板，当木块和木板相对静止时，木板相对地面滑动了S，小木块相对木板滑动了d，则由动能定理知：滑动摩擦力对木块所做功为： 滑动摩擦力对木板所做功为： 所以，木块动能变化量为： 木板动能增量为： 整个过程转化城的内能为： 2、如图所示质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板，木板质量为4kg，木板与水平面间动摩擦因数是0.02，经过2S以后，木块从木板另一端以1m/s相对于地的速度滑出，g取10ms，求这一过程中木板的位移3、如图所示，质量mA为4.0kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数为0.24，木板右端放着质量mB为1.0kg的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态。木块突然受到水平向右的12Ns的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能EkA为8.0J，小物块的动能EkB为0.50J，重力加速度取10m/s2，求：（1）瞬时冲量作用结束时木板的速度v0；（2）木板的长度L。ABCL4如图所示，质量M= 8.0kg的小车停放在光滑水平面上。在小车右端施加一个F = 8.0N的水平恒力。当小车向右运动的速度达到3.0m/s时，在其右端轻轻放上一个质量m=2.0kg的小物块（初速为零），物块与小车间的动摩擦因数 = 0.20，假定小车足够长。求：经多长时间物块停止在小车上无相对滑动？小物块从放在车上开始，经过t = 3.0 s，通过的位移是多少？(取g=10m/s2) FmM5、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，木块同时受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，已知木块和木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，则（ ）A木板受到地面的摩擦力的大小一定是B木板受到地面的摩擦力的大小一定是C当时，木板便会开始运动D无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动6、如图所示，质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上，给 小车施加一个水平向右的恒力F=8.0N。当向右运动的速度达到V=1.5m/s时，有一物块以水平向左的初速度v0=1.0m/s滑上小车的右端。小物块的质量m=2.0kg，物块与小车表面的动摩擦因数=0.20。设小车足够长，重力加速度g=10m/s2。求：（1）物块从滑上小车开始，经过多长的速度减小为零。（2）物块在小车上相对滑动的过程 ，物块相对地面的位移。（3）物块在小车上相对小车滑动的过程中，系统产生的内能？（保留两位有效数字）1、解析：滑动摩擦力对木块所做功为： W木块=一f（dS）滑动摩擦力对木板所做功为： W木板=fs所以，木块动能增量为： EK木块=一f（ds）木板动能增量为： EK木板=fs由得：EK木块EK木板=一fd式表明木块和木板组成的系统的机械能的减少量等于滑动摩擦力与木块相对木板的位移的乘积。这部分减少的能量转化为内能。2、解析：设木块与木板间摩擦力大小为f1，木板与地面间摩擦力大小为f2对木块：一f1t=mvt一mv0，得f1=2 N对木板：（flf2）tMv,f2（m M）g得v05m/s 对木板：（flf2）s=Mv2，得 S=05 m 答案：05 m3、解析：（1）设水平向右为正方向，有I=mAv0代入数据解得 v0=3.0m/s（2）设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为FAB、FBA和FCA，B在A上滑行的时间为t，B离开A时A和B的速度分别为vA和vB，有（FBA+FCA）tmAvAmAv0FABtmBvB其中FAB=FBA FCA=(mA+mB)g设A、B相对于C的位移大小分别为sA和sB，有(FBA+FCA)sA=mAvA2mAv02 FABsB=EkB动量与动能之间的关系为mAvA=mBvB=木板A的长度L=sAsB代入数据解得 L=0.50m4、解析：5、AD6解：（1）设物块滑上小车后，做加速度为am的匀变速运动，经过时间t1速度减为零 mg=mam （2分） 0=v0amt1 （1分） 解得 am=2m/s2 =0.5s（1分） （2）小车做加速度为aM的匀加速运动，根据牛顿第二定律 Fmg=MaM 解得 （2分） 设经过t物块与小车具有共同的速度v，物块对地的位移为s1，小车运动的位移为s2，取向右为正方向。 则，对物块：v=v0+amt（1分） （1分）