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1、2021优化方案二轮专题复习物理6,热点6动力学方法分析“板块模型”问题PPT 热点 6 动力学方法分析"板块模型'问题 (建议用时：25 分钟) 1.(2021营口市下学期月考)如图所示，长木板 Q 放在粗糙的水平地面上，可视为质点的物块 P 以水平向右的速度 v 0 4 m/s 从长木板的最左端冲上长木板，已知物块 P 和长木板 Q 的质量分别为 m10 kg、M20 kg，长木板的长度为 L5 m，长木板与地面之间、物块与长木板之间的动摩擦因数分别为 1 0.1、 2 0.4，重力加速度 g 取 10 m/s 2 。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是(
2、) A长木板始终静止，物块一定能从长木板的右端离开 B长木板向右运动，物块不可能从长木板的右端离开 C长木板的加速度大小始终为 0.5 m/s 2 D物块相对长木板的位移大小为 2 m 2(多选)(2021东北三省四市下学期一模)如图甲所示，水平地面上有足够长平板车 M，车上放一物块 m，开始时 M、m 均静止。t0 时，车在外力作用下开始沿水平面向右运动，其 vt 图象如图乙所示，已知物块与平板车间的动摩擦因数为 0.2，g 取 10 m/s 2 。下列说法正确的是( ) A06 s 内，m 的加速度一直保持不变 Bm 相对 M 滑动的时间为 3 s C06 s 内，m 相对 M 滑动的位移
3、的大小为 4 m D06 s 内，m、M 相对地面的位移大小之比为 34 3.(2021云南省师大附中第五次月考)如图所示，长 L2.0 m平板小车静止在水平地面上。A、B 为小车的两端点，小车的上表面距离地面的高度 h1.25 m。小车的质量 M3.0 kg。质量 m1.0 kg 的小铁块 P(可视为质点)静止在平板小车 AB的正.，现在对小车施加一个 F14 N的水平向右的恒力。铁块与小车开始发生相对滑动，并在铁块 P 滑离小车的瞬时撒掉 F。已知铁块与小车之间的动摩擦因数 0.20，不计小车与地面间的摩擦，重力加速度 g 取 10 m/s 2 。求： (1)力 F 作用在小车上时，小车加
4、速度的大小以及铁块在小车上运动的时间； (2)铁块落地时与平板小车的 A 端的水平距离。 4(2021黑龙江省实验中学开学考试)如图所示，可看做质点的小物块放在长木板的正.，长木板置于光滑水平面上，两物体皆静止；已知长木板质量为M4.0 kg，长度为 L3.0 m，小物块质量为 m1.0 kg，小物块与长木板之间的动摩擦因数 0.2；两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度 g10 m/s 2 ，问： (1)用水平向右的恒力 F 作用于小物块，当 F 满足什么条件时，两物块才能发生相对滑动？ (2)若一开始就用水平向右 5.5 N 的恒力作用于小物块，则小物块经过多长时间从长木
5、板上掉下？ 热点 6 动力学方法分析"板块模型'问题 1解析：选 B。物块 P 刚冲上长木板时，物块 P 受到的摩擦力 f 1 2 mg40 N，地面对长木板的最大静摩擦力 f 2 1 (mM)g30 N，所以长木板会向右运动，且开始时物块减速、长木板加速，物块和长木板的加速度大小分别为 a 1 2 mgm4 m/s 2 ，a 2 2 mg 1 （mM）gM0.5 m/s 2 ，设两者速度相等时的速度为 v，则 vv 0 a 1 ta 2 t，解得 t 89 s，v49 m/s。从物块 P 刚冲上长木板到两者速度相等，物块相对长木板滑动的距离x v0 v2t v2 t169
6、m5 m，设两者速度相等后一起运动，物块 P 受到的静摩擦力为 f，则 1 (mM)g(mM)a，fma，解得 a1 m/s 2 ，f10 N40 N，所以两者一起减速直到停止，全过程物块不可能从长木板的右端离开。综上，B 正确，A、C、D 错误。 2解析：选 BD。物块相对于平板车滑动时的加速度 a mgmg2 m/s 2 ，若其加速度一直不变，速度时间图象如图所示，由图象可以算出 t3 s 时，速度相等，为 6 m/s。由于平板车减速阶段的加速度大小为 a 1 862 m/s2 2 m/s 2 a，故二者等速后相对静止，物块的加速度大小不变，方向改变。物块相对平板车滑动的时间为 3 s，故
7、 A 错误，B 正确；由图象可知，06 s 内，物块相对平板车滑动的位移的大小x 12 28 m8621 m 12 36 m6 m，故 C 错误； 06 s 内，由图象可知，物块相对地面的位移大小 x 1 12 66 m18 m，平板车相对地面的位移大小 x 2 12 68 m24 m，二者之比为 34，故 D 正确。 3解析： (1)根据题意可知，力 F 作用在小车上时，铁块与小车发生相对滑动，对小车进行受力分析，由牛顿第二定律，得 FmgMa 1 代入数据得 a 1 4.0 m/s 2 对铁块，由牛顿第二定律得 mgma 2 代入数据得 a 2 2.0 m/s 2 在铁块 P 滑离小车时撤
8、掉 F，设 F 作用过程小车和铁块的位移分别为 x 1 和x 2 ，对小车有 x 1 12 a 1 t21 对铁块有 x 2 12 a 2 t21 由位移关系 x 1 x 2 L2 联立方程，代入数据有 t 1 1 s； (2)在铁块 P 滑离小车时撤掉 F，此后小车做匀速直线运动，铁块做平抛运动，铁块刚滑离小车时，小车的速度 v 1 a 1 t 1 4.0 m/s 铁块速度 v 2 a 2 t 1 2.0 m/s 铁块做平抛运动，有 h 12 gt22 x 3 v 2 t 2 得铁块落地时间 t 2 0.5 s 落地位移 x 3 1.0 m 在这段时间内小车位移为 x 4 v 1 t 2 2
9、.0 m 铁块落地时与平板小车的 A 端的水平距离 xx 4 x 3 1.0 m。 答案：(1)4.0 m/s 2 1 s (2)1.0 m 4解析：(1)两物体恰要发生相对滑动时，它们之间的摩擦力大小达到最大静摩擦 f m ；设它们一起运动的加速度大小为 a 1 ，此时作用于小物块水平向右的恒力大小为 F 1 ，由牛顿定律可知： 对整体：F 1 (Mm)a 1 对木板：f m Ma 1 其中 f m mg 解得 F 1 2.5 N 故当 F2.5 N 时，两物体之间发生相对滑动。 (2)分析可知，当一开始就用水平向右 F 2 5.5 N 的恒力作用于小物块时，两物体发生滑动；设滑动摩擦力的大小为 f，小物块、木板的加速度分别为 a 1 、a 2 ，由牛顿第二定律可得： 对小物块：F 2 fma 1 对木板 fMa 2 其中 fmg 解得 a 1 3.5 m/s 2 ，a 2 0.5 m/s 2 设小物块滑下木板历时为 t，小物块、木板相对于地面的位移大小分别为 s 1 、s 2 ，由匀变速直线运动的规律和几何关系可知： s 1 12 a 1 t2 s 2 12 a 2 t2 s 1 s 2 12 L 解得：t1 s。 答案：(1)F2.5 N (2)1 s