北京高中物理会考中的木块木板题目

1、北京高中物理会考中的木块木板题目1 (8 分）如图 17 所示，平板小车沿水平地面始终以加速度a 做匀加速直线运动。当小车速度增至v时，将一小物块无初速地放于平板小车的A 端（小车的加速度保持不变） 。物块与小车间的动摩擦因数为，（ g>a），要使物块不会从小车上滑出，求平板小车的最小长度L0。BAa图 172（ 8 分）如图 13 所示，在水平地面上停放着一辆小车A，其质量 mA = 10 kg，小车右端放一质量 mB= 5 kg 的物体 B（可视为质点） . 开始时它们都处于静止状态某时刻对小车A施加一个 F =50N 水平向右的恒力， 此后 B 相对 A 滑动 . 经测定小车 A

2、在最初 t = 1.0 s 内运动的距离sA = 2.0 m ，这段时间内 B 没有与车厢壁发生过碰撞 . 不计小车 A 与地面间的摩擦 . 求：ABF（ 1）A、 B 之间的动摩擦因数；（ 2） t = 1.0 s 内 B 相对于 A 滑动的距离 .图 133如图所示，一辆平板小车静止在水平地面上，小车的左端放置一物块(可视为质点 )。已知小车高度h=080 m。物块的质量m=10kg，它与小车平板间的动摩擦因数=020。现用 F=26 N 水平向左的恒力拉小车，经过一段时间后，物块与小车分离。不计小车与地面间的摩擦。取g=10m/s2，求：(1) 物块与小车分离前，小车向左运动的最大距离；

3、(2) 当物块落地时，物块与小车右端的水平距离。4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=80 N 的水平拉力作用下，以 v0=20m/s 的速度向右做匀速直线运动。某时刻将质量m=10 kg 的物块 (物块可视为质点 )轻放在木板最右端。(1) 若物块与木板间无摩擦，求物块离开木板所需的时间；(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。(结果保留二位有效数字)5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

4、擦因数 =0.20，木板上表面距水平面的高度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vA；（ 2）木板 AB 的长度 Lv0AC B图 13hL6（8 分）如图 13 所示，光滑水平面上有一块木板，质量M= 2.0 kg，长度 L=1.0m。

5、在木板的最右端有一个小滑块（可视为质点） ，质量 m=1.0 kg 。小滑块与木板之间的动摩擦因数=0.2。开始时它们都处于静止状态。某时刻起对小滑块施加一个F=5.0 N 水平向左的恒力，此后小滑块将相对木板滑动。取g =10m/s2。求：（ 1）小滑块从木板右端运动到左端所用的时间t；（ 2）小滑块从木板右端运动到左端的过程中，恒力F 对小滑块所做的功W；（ 3）如果想缩短小滑块从木板右端运动到左端所用的时间t ，只改变木板的质量M，请你通过计算，判断木板的质量 M 应该增大还是减小？Fm左右M图 137（ 8 分）如图 15 所示，光滑水平面上有一块木板，质量M = 1.0 kg，长度

6、L = 1.0 m 在木板的最左端有一个小滑块（可视为质点），质量 m = 1.0 kg 小滑块与木板之间的动摩擦因数= 0.30 开始时它们都处于静止状态某时刻起对小滑块施加一个F = 8.0 N 水平向右的恒力，此后小滑块将相对木板滑动.（ 1）求小滑块离开木板时的速度；（ 2）假设只改变M、 m、 、 F 中一个物理量的大小，使得小滑块速度总是木板速度的2 倍，请你通过计算确定改变后的那个物理量的数值（只要提出一种方案即可）.mFM图 158（ 8 分）如图14 所示，光滑水平面上有一木板槽（两侧挡板厚度忽略不计），质量 M=2.0kg ，槽的长度 L=2.0m ，在木板槽的最左端有一个

7、小滑块（可视为质点），质量 m=1.0kg ，小滑块与木板槽之间的动摩擦因数 1 0.20 . 开始时它们都处于静止状态，某时刻起对木板槽施加一个F=10.0N 水平向左的恒力，此后小滑块将相对木板槽滑动。（ 1）求小滑块滑到木板槽中点时速度的大小；（ 2）水平面光滑是一种理想化的情况，实际上木板槽与水平面间是有摩擦的，经测定木板槽与水平面间的动摩擦因数2 =0.05 。如果使小滑块滑到木板槽中点时的速度与第（1）问所求速度相同，请你通过计算确定一种方案：即只改变M、 m、 F 中一个物理量的大小，实现上述要求（只要提出一种方案即可）。9如图 15 所示，水平桌面距离地面的高度h=0.80m

8、。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、小金属块与桌面间的动摩擦因数都相等，其值 =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，再从桌面边哟飞出落到地面上。小金属块落地点到桌边的水平距离Ls=0.08m 。求作用在木板上的恒力F 的大小。BdCAFhs10（ 8 分）

9、图中水平桌面右侧有一个高出桌面的平台AB ，平台的上表面距地面的高度h=0.8m 。桌面上放一个长度为 L=1.25m ，质量 M=2kg 的木板 CD 。木板的厚度与平台的高度相同。桌面和平台的上表面都是光滑的。在木板左侧放一质量m=1kg 的小滑块，木板和小滑块均处于静止状态。此时，木板右侧与平台左侧之间的距离 DA=0.5m 。现对小滑块施加一个大小为4N 的水平向右的推力 F，小滑块开始在木板上运动，推力作用时间1s，在这 1s 内小滑块一直在木板上滑动。 当木板与平台接触后，木板立即停止运动。 再经过一段时间， 小滑块从平台右侧的边缘飞出。经测量小滑块落地点E 距平台边缘 B 点的水

10、平距离 OE=0.4m 。（忽略空气阻力）求：（ 1）小滑块飞离平台上表面时速度的大小；（ 2）小滑块与木板间的动摩擦因数。北京高中物理会考中的木块木板题目参考答案1 (8 分 ) 设物块的质量为m，经过时间t 物块运动到小车B 端，物块的末速度和位移分别为mg1mg 2 12v1=m tgt ，x1=2 mt =2 gt时间 t 内小车的位移和末速度分别为v2=v+at ，12（4 分）x2=vt+ at2若物块刚好未从小车B 端滑出，则有v1= v 2， x2= x 1+L 0（如图2 所示）即：gt = v+at，12=12vt+ at2g t +L 0x12v2x2解得： L0（4 分

11、）图 22(ga)2（ 1）对 A 受力分析，由牛顿第二定律得FmB g mAaA因为 A 在最初的1.0 内做匀加速直线运动，由运动学规律得SA1aA t22由以上两式解得，0.2（ 2）在 t = 1.0 s 内 B 的对地位移为 SB1 aB t 2 ，2对 B 受力分析，由牛顿第二定律得aBmB ggmB代入数据，解得SB1.0m所以， t = 1.0 s 内 B 相对于 A 滑动的距离1.0s SASBm3 (1) 对 m受力分析，用牛顿第二定律：mgmam（ 1）推出 am2m / s2（ 2）物块向左以 2m/s2 做匀加速直线运动对 M受力分析，用牛顿第二定律：FmgMaM（

12、3 ）推出 aM3m / s2（ 4）小车向左以 3m/s2 做匀加速直线运动经过一段时间后，物块与小车分离1212:aM t2 amtL （5）得到 t2s2（ 6）则4 / ，（ 7）amtm svMaM t 6m / svm所以小车向左运动的最大距离为122aM t6m（8）对分离的块竖直方向： t'2h0.4s（9）g水平方向： Smvmt '1.6m（ 10）对分离后的小车： F MaM'（12）推出 aM'13 m / s2（ 13）4SM vM t '1 aM' t'22.66 m（14）2所以物块与小车右端的水平距离为：S

13、MSm1.06m（ 15）4（ 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=F= 0.20Mg若物块与木板间无摩擦，物块放在木板上后将保持静止. 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.a1f1 F = Ma1，f1 = (m+M ) gf1F(mM )gF= 0.50 m/s2图 1a1 =M设物块经过时间t 离开木板 . 木板在这段时间内的位移L = v 120ta1t2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）若物块与木板间的动摩擦因数也为，则物

14、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= ma 2a2 = g= 2.0 m/s2a3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.f 1 f 2 Ff1 + f 2 F = Ma3图 2(M+m ) g + mg F = Ma 3a3 = 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，物块位移为 s2.v = v0 a3tv = a2ts1 = v0t 1 a3t 2s2 = 1 a2t 222解得t =2s， v =4m/s， s1 = 10 m， s2 = 4 m3399因为 s1

15、 s2< L，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.f1 F = (M+m) a4a4(M+m ) g F = (M+m) a4f1Fa4 = 0.40 m/s 2图 3设再经过时间t ，它们停止运动 .0 = v a4tt = 10 s3t 总 = t + t = 4.0 s因此将物块放在木板上后，经过4.0 s 木板停止运动5. 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

16、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。（ 1） C平抛过程中只受重力作用，机械能守恒，得：1 m2 vC2m2 gh E KC02代入数据： vC1m / s向右平抛的水平位移：2hmSXvct c vc0.1g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：S滑 SX S1 1mC 离开木板后，木板受力如图3，由牛顿第二定律：N 地 0f 地 0m1 gm1a0f 地 0得： a0g2m / s2图 3故： vA2a0 S2m / sm1g（ 2 ）小物块C 放到木板上后离开木板之前

17、，假设小物块C 在这个过程中的位移为 S2，则木板的位移为 S2+l ,根据动能定理：对木板 m1 ：( ff地 )( S2l )1 m1 (v A2v02 ) 1 m2 vC22对小物块 m2 :fS202假设 C 滑上木块到分离所经历的时间为t ，规定水平向右为正方向，根据动量定理：对木板 m1 ：( ff地 )tm1 (v Av0 )对小物块 m2 :ftm2vC0联立得：f1f地3联立： l0.6m6（ 1）小滑块受到水平向左的恒力F 和水平向右的滑动摩擦力作用，向左做匀加速直线运动，所受滑动摩擦力f = mg = 0.2 ×1.0 ×10= 2.0 (N)根据牛顿

18、第二定律，小滑块的加速度a1F f5.0 2.03.0(m/s2)m1.0木板所受向左的滑动摩擦力ff ，向左做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律，木板的加速度f2.02FFa21.0(m/s )M2.0在小滑块从木板右端运动到左端所用的时间为x2Lt 内，x1小滑块的位移x11a1t22木板的位移 x21 a2t 22由几何关系可知L = x1 x2解得t = 1.0（ s）（ 2）小滑块的位移1212x12a1t23.01.01.5 (m)恒力 F 对小滑块所做的功W = Fx1 = 5.0 1×.5 = 7.5 (J)（ 3）由于 x1x2 = L ，即1 a1t 21 a2t

19、2L22将（ 1）中各式代入，有t2LFmgmgmM若只改变 M，则 M 增加时， t 减小。7（ 1）解：由于 M靠 m给的摩擦力提供加速度，加速度最大值为aMmgg3m / s2MamFmg5m / s2L1 (aMam )t 2m2解得 t 1s ，vmamt5/sm（ 2）改变 F 为 9N 即可。 M的加速度为 aMmgg3m / s2Mm的加速度为 amFmg6m / s2mvMaM t， vmamt故使得小滑块速度总是木板速度的2 倍8（ 1）木板槽受到 F=10.0N 水平向左的恒力后，向左做匀加速直线运动，所受向右的摩擦力f1mg ，根据牛顿第二定律，木板槽的加速度a1F f

20、4.0 m / s2M设经过时间 t 后小滑块滑到木板槽中点，在这段时间内木板槽的位移x 11a t t 2小滑块因受向左的摩擦力 ff2，将向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，小滑块的加速度a2f2.0m / s2m1在时间 t 内木板的位移 x 2a2 t 22由图可知Lx1x 22解得t 1.0s则小滑块滑到木板槽中点时的速度va2 t 2.0m / s（ 2）由于小滑块滑到木板槽中点时的速度与第（1）问所求速度相同，而小滑块的加速度不变，所以当木板槽与水平面间有摩擦时，要求木板槽的加速度也不变，即F1 mg2 (Mm)ga1Ma1若只改变 F，则 F=11.5N ；若只改变 M ，则 M