高三物理滑块

高三物理滑块——木板模型计算题练习。

1.如图，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块a和木板b，a、b间的最大静摩擦力为μmg，（1）现用水平拉力f拉b，使a、b以同一加速度运动，求拉力f的最大值。

2)若拉力f作用在a上呢？如图2所示。

(3) 在(2)的基础上再改为：b与水平面间的动摩擦因数为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），使a、b以同一加速度运动，求拉力f的最大值。

2.如图所示，质量m=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力f，f=8n，当小车速度达到1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。（g取10m/s2）

3.质量为2kg的木板b静止在水平面上，可视为质点的物块a从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图10甲所示。a和b经过1s达到同一速度，之后共同减速直至静止，a和b的v－t图像如图乙所示，重力加速度g＝10m/s2，求：

1)a与b之间的动摩擦因数μ1和b与水平面间的动摩擦因数μ2；

2)a的质量。

4.如图，质量m=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数，取g=10m/s2，试求：

1）若木板长l=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力f=8n，经过多长时间铁块运动到木板的右端？

2）若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力f，通过分析和计算后，请在图6中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力f大小变化的图象。（设木板足够长）

1.分析：为防止运动过程中a落后于b（a不受拉力f的直接作用，靠a、b间的静摩擦力加速），a、b一起加速的最大加速度由a决定。

解答：（1）物块a能获得的最大加速度为：．

a、b一起加速运动时，拉力f的最大值为：．

2)木板b能获得的最大加速度为：。

a、b一起加速运动时，拉力f的最大值为：

3)木板b能获得的最大加速度为：

设a、b一起加速运动时，拉力f的最大值为fm，则：

解得： 2.物体放上后先加速：a1=μg=2m/s2

此时小车的加速度为：

当小车与物体达到共同速度时： v共=a1t1=v0+a2t1

解得：t1=1s，v共=2m/s

以后物体与小车相对静止：（物体不会落后于小车）

物体在t=1.5s内通过的位移为：s=a1t12+v共（t－t1）+ a3（t－t1）2=2.1m

3.(1) μ1=0.2 ，μ2=0.1 ;(2) m=3kg

4.（1）由牛顿第二定律，对铁块 f-μ2mg=ma1,得a1=4m/s2

对木板 μ2mg-μ1(m+m)g=ma2 得a2=2m/s2

设经过时间t铁块运动到木板的右端 a1t2- a2t2=l

由以上各式，得 t=1s

1 当f≤n时，铁块木板相对静止且对地静止，f2=f；

2 当铁块木板一起加速时，设最大加速度为a，由牛顿第二定律，对木板，a=

对整体，f=(m+m)a=6n,所以，当 2nf-f2 =ma ①

f-u1(m+m)g=(m+m)a ② 由①② 得

当f>6n时，a、b发生相对滑动，n

画出f2随拉力f大小变化的图象如图7所示。