1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。模型专项突破练 三板块模型(25分钟50分)1. (12分)(2017郴州二模)如图所示,平板小车静止于水平地面上,在其最右端放一可视为质点的小木块,已知木块的质量m=1kg,小车的质量M=4kg,上表面与木块间的动摩擦因数=0.3,地面给小车的阻力与地面所受正压力成正比,比值为=0.2。现用向右的水平恒力F=30N拉平板小车,该水平恒力F作用时间t1=2s,g取10m/s2,求:(1)水平恒力F作用过程中,木块和小车的加速度各为多大。(2)水平恒力F撤去后,木块再经过一
2、段时间后恰好停在小车左端,则小车长L为多少。(3)小车从开始运动到最终停下来运动的距离为多少。【解析】(1)水平恒力F作用的过程中,木块的加速度a1=g=3m/s2,小车的加速度a2=m/s2。(2)t1=2s内,木块的位移x1=a1=6m。小车的位移x2=a2=8.5m。t1=2s末,木块的速度v1=a1t1=6m/s,小车的速度v2=a2t1=8.5m/s。水平恒力F撤去后,木块的加速度a1不变,小车的加速度a2=m/s2,方向向左。木块停在小车左端时,木块与小车速度相等,v=v1+a1t2=v2-a2t2,得t2=0.4s,v=7.2m/s。恒力F撤去后,木块的位移x1=v1t2+a1=
3、2.64m。恒力F撤去后,小车的位移x2=v2t2-a2=3.14m。小车长度L=(x2-x1)+(x2-x1)=3m。(3)达到共同速度后,二者一起做匀减速运动,有a=g=2m/s2。共同做匀减速直线运动的位移x3=12.96m,小车运动的总位移x=x2+x2+x3=24.6m。答案:(1)3m/s2m/s2(2)3m(3)24.6m2. (12分)如图所示,在光滑的水平面上有一质量为M=0.2kg足够长的木板,在其左端放置一质量m=0.1kg,电荷量q=+0.2C的滑块(可视为质点,运动过程电量保持不变),滑块与木板之间的动摩擦因数=0.5,开始时系统处于静止状态。整个空间存在垂直于纸面向
4、外,大小为B=0.5T的匀强磁场。t=0时木板受到一水平向左,大小为F=0.6N的恒力作用,设滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。求:世纪金榜导学号49294218(1)摩擦力对滑块所做的总功。(2)当滑块的运动达到稳定状态且木板的速度v=25m/s时同时撤去恒力和磁场,求撤去后滑块与木板间的相对位移。【解析】(1)设滑块匀速运动的速度为v1,则mg=qv1B解得v1=10m/s对滑块,由动能定理得:Wf=m=5J(2)当木板的速度v=25m/s时同时撤去恒力和磁场,滑块做匀加速运动,木板做匀减速运动;滑块加速运动的加速度大小:a1=g=5m/s2木板减速运动的加速度大小:
5、a2=2.5m/s2设经过时间t,滑块和木板速度相等:v2=v1+a1t=v-a2t解得:t=2s,v2=20m/s这段时间滑块与木板的相对位移:x=t-t=15m。答案:(1)5J(2)15m3. (13分)质量为m=4.0kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M=1.0kg的长木板的右端,滑块与木板间的动摩擦因数为1=0.1,木板与地面之间的动摩擦因数为2=0.2,开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F=20N,作用时间持续1秒后撤去。如图所示,为使小滑块不掉下木板,试求:(g取10m/s2)世纪金榜导学号49294219(1)木板至少多长?(2)全程中滑块与木板间产生的热量
6、为多少?【解析】(1)对滑块分析,设滑块的加速度为a1,由牛顿第二定律可得:a1=1g=1m/s2。对木板分析,设木板的加速度为a2,由牛顿第二定律可得:a2= =6m/s2经过时间1s,滑块的位移为:x1=a1t2=112m=m,滑块的速度为:v1=a1t=11m/s=1m/s。木板的位移为:x2=a2t2=612m=3m,木板的速度为:v2=a2t=61m/s=6m/s。相对位移为:x1=x2-x1=3m-m=2.5m撤去拉力后,因为木板的速度大于滑块的速度,滑块仍然以a1向右加速,木板向右减速,直到两者速度相等,此后两者一起减速到停止,无相对滑动。木板的加速度为:a3=14m/s2由速度
7、关系:v1+a1t=v2-a3t解得t=s滑块的位移为:x3=v1t+a1t2=m木板的位移为:x4=v2t-a3t2=m相对位移为:x2=x4-x3=mLmin=x1+x2=m。(2)全过程滑块与木板间产生热量为:Q=1mg(x1+x2)=J。答案:(1)m(2)J4. (13分)在光滑的水平面上,并排放置着两个质量为m、长L的完全相同的长木板A、B。一质量为2m的小滑块,以一定的初速度v0从左侧冲上木板A,滑块与木板间的动摩擦因数为,要使滑块最终能停在木板B上,并以v0的速度共同运动。重力加速度为g,求:世纪金榜导学号49294220(1)A、B木板分离时,木板A的速度大小。(2)当小滑块
8、与木板B共速时,木板A、B之间的距离是多少。(3)若保持木板的质量m不变,讨论:木板的长度L与v0、应满足什么关系才能确定小滑块能滑上木板B。【解析】(1)设A、B木板分离时,木板A的速度大小为vA,最终B、C的共同速度为v。对整个过程,取向右为正方向,由动量守恒定律得:2mv0=mvA+(m+2m)v据题v=v0解得vA=v0(2)设从C滑上B到两者共速用时为t。对B,由动量定理得:2mgt=mv-mvA;解得t=在此过程中,A的位移为xA=vAt=B的位移为xB=t=所以当小滑块与木板B共速时,木板A、B之间的距离是s=xB-xA=(3)设C刚滑到A板右端时的速度为vC,此时AB的速度为vA,根据动量守恒定律得:2mv0=(m+m)vA+2mvC;由能量守恒定律得2m=(m+m)vA2+2m+2mgL当vCvA时,小滑块就能滑上木板B联立解得L答案:(1)v0(2)(3)L关闭Word文档返回原板块
