专题4.6 块板问题-2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第一册）（解析版）

3.0 envi 2025-03-17 4 4 422.21KB 12 页 3知币

专题 4.6 块板问题

【人教版】

【题型 1 块板中的临界问题】..........................................................................................................

【题型 2 块板中的知受力求运动问题】..........................................................................................

【题型 3 块板中的知运动求受力问题】..........................................................................................

【题型 4 块板中的图像问题】..........................................................................................................

【题型 1 块板中的临界问题】

【例 1】如图所示，光滑的水平面上静置质量为 M＝8 kg 的平板小车，在小车左端加一个

由零逐渐增大的水平推力 F，一个大小不计、质量为 m＝2 kg 的小物块放在小车右端，小

物块与小车间的动摩擦因数 μ＝0.2，小车足够长。重力加速度 g取10 m/s2，设最大静摩擦

力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是(　　)

A.当F增加到 4 N 时，m相对 M开始运动

B.当F＝10 N 时，M对m有向右的 2 N 的摩擦力

C.当F＝15 N 时，m对M有向左的 4 N 的摩擦力

D.当F＝30 N 时，M对m有向右的 6 N 的摩擦力

答案　B

解析　假设小车和小物块刚好相对静止，对小物块 m，其最大摩擦力 Ff提供最大的加速度，

故Ff＝μmg＝ma

所以 a＝μg＝2 m/s2

对整体 F＝(M＋m)a＝(8＋2)×2 N＝20 N

可知若要小物块相对于平板小车开始运动，则推力满足

F＞20 N，故 A错误；

当F＝10 N 时，对整体 F＝(M＋m)a′

解得 a′＝＝1 m/s2

对小物块，受到的摩擦力提供加速度，有

Ff′＝ma′＝2×1 N＝2 N

方向向右，故 B正确；

同理，当 F＝15 N 时，a″＝1.5 m/s2

m受到的摩擦力 Ff″＝ma″＝3 N，方向向右，故 C错误；

当F＝30 N 时，两者相对滑动，m受到滑动摩擦力作用，

Ff＝μmg＝4 N，方向向右，故 D错误。

【变式 1-1】（多选）如图所示，在光滑水平面上叠放着 A、B两物体，已知 mA = 6kg、mB

= 2kg，A、B间动摩擦因数 μ = 0.2，在物体 A上施加水平向右的力 F，g取10m/s2，则（

）

A．当拉力 F < 12N 时，A静止不动

B．当拉力 F > 16N 时，A相对 B滑动

C．当拉力 F = 16N 时，B受A的摩擦力等于 4N

D．当拉力 F < 48N 时，A相对 B始终静止

【答案】CD

【详解】当 A、B发生相对运动时的加速度为

则发生相对运动时最大拉力为

当拉力 0 < F < 48N 时，A相对于 B静止，而对于地面来说是运动的，A错误、D正确；

由选项 A知当拉力 48N > F > 16N 时，A相对于 B静止，而对于地面来说是运动的，B错误；

拉力 F = 16N 时，A、B始终保持静止，当 F = 16N 时，整体的加速度为

则B对A的摩擦力为

C正确。

故选 CD。

【变式 1-2】如图所示，质量为 M＝8kg 的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水

平恒力 F＝8N，当小车向右运动速度达到 3m/s 时，在小车的右端轻放一质量为 m＝2kg 的

小物块，小物块与小车间的动摩擦因数 μ＝0.2。

（1）在小物块和小车相对运动的过程中，求小物块的加速度 a1和小车的加速度 a2的大小

和方向；

（2）如果小车足够长，经过多长时间小物块停止与小车间的相对运动？

（3）为了使小物块不从小车上掉下来，小车的长度至少为多少？

（4）如果小车足够长，小物块从放上开始经过 3.0s 所通过的位移是多少？

答案：（1）2m/s2，方向向右；0.5m/s2，方向向右；（2）2s；（3）3m；（4）8.4m

【变式 1-3】如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽

出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码和纸板的

质量分别为 m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为 μ.重力加速度为 g.

(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；

(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；

(3)本实验中，m1＝0.5 kg，m2＝0.1 kg，μ＝0.2，砝码与纸板左端的距离 d＝0.1 m，取 g＝

10 m/s2.若砝码移动的距离超过 l＝0.002 m，人眼就能感知．为确保实验成功，纸板所需的

拉力至少多大？

解析　(1)砝码对纸板的摩擦力 f1＝μm1g，桌面对纸板的摩擦力 f2＝μ(m1＋m2)g，纸板所受的

摩擦力 f＝f1＋f2＝μ(2m1＋m2)g.

(2)设砝码的加速度为 a1，纸板的加速度为 a2，则有：f1＝m1a1，F－f1－f2＝m2a2，发生相对

运动的条件 a1<a2, 解得 F>2μ(m1＋m2)g.

(3)纸板抽出前，砝码运动距离 x1＝a1t.纸板运动距离 x1＋d＝a2t.纸板抽出后，砝码在桌面上

运动距离 x2＝a3t，l＝x1＋x2

且a1＝a3，a1t1＝a3t2，联立以上各式解得

F＝2μg，代入数据求得 F＝22.4 N.

答案　(1)μ(2m1＋m2)g　(2)F>2μ(m1＋m2)g　(3) 22.4 N

【题型 2 块板中的知受力求运动问题】

【例 2】有一项“快乐向前冲”的游戏可简化如下：如图所示，滑板长 L＝1 m，起点 A到

终点线 B的距离 s＝5 m。开始滑板静止，右端与 A平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，

对滑块施一水平恒力 F使滑板前进。滑板右端到达 B处冲线，游戏结束。已知滑块与滑板

间动摩擦因数 μ＝0.5，地面视为光滑，滑块质量 m1＝2 kg，滑板质量 m2＝1 kg，重力加速

度g取10 m/s2，求：

(1)滑板由 A滑到 B的最短时间；

(2)为使滑板能以最短时间到达 B，水平恒力 F的取值范围。

解析：(1)滑板由 A滑到 B过程中一直加速时，所用时间最短。设滑板加速度为 a2，f＝μm1g

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

专题4.6 块板问题-2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第一册）（解析版）.docx

共12页,预览4页

还剩页未读，继续阅读

专题4.6 块板问题-2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第一册）（解析版）

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: