牛顿运动定律的应用（1）高一物理上学期同步重难讲练之牛顿运动定律 -----精校解析Word版含

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1、专题12牛顿运动定律的应用之“板块”模型（1）重难讲练1.分析“板块”模型时要抓住一个转折和两个关联2.两种类型类型图示规律分析木板B带动物块A，物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板左端时二者速度相等，则位移关系为xB＝xA＋L物块A带动木板B，物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板右端时二者速度相等，则位移关系为xB＋L＝xA【典例1】如图所示，物块A、木板B的质量均为m＝10kg，不计A的大小，B板长L＝3m。开始时A、B均静止。现使A以某一水平初速度从B的最左端开始运动。已知A与B、B与水平面之

2、间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3和μ2＝0.1，g取10m/s2。(1)若物块A刚好没有从B上滑下来，则A的初速度多大？(2)若把木板B放在光滑水平面上，让A仍以(1)问中的初速度从B的最左端开始运动，则A能否与B脱离？最终A和B的速度各是多大？【答案】　(1)2m/s　(2)没有脱离　m/s　m/s【解析】　(1)A在B上向右匀减速运动，加速度大小a1＝μ1g＝3m/s2木板B向右匀加速运动，加速度大小a2＝＝1m/s2由题意知，A刚好没有从B上滑下来，则A滑到B最右端时和B速度相同，设为v，得时间关系：t＝＝位移关系：L＝

3、－解得v0＝2m/s。(2)木板B放在光滑水平面上，A在B上向右匀减速运动，加速度大小仍为a1＝μ1g＝3m/s2B向右匀加速运动，加速度大小a2′＝＝3m/s2B的位移xB＝＝1m由xA－xB＝2m可知A没有与B脱离，最终A和B的速度相等，大小为m/s。【典例2】如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块。木板受到水平拉力F作用时，用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示，重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是(　　)A.小滑块的质量m＝2kgB.小滑块与长木板之间的动

4、摩擦因数为0.1C.当水平拉力F＝7N时，长木板的加速度大小为3m/s2D.当水平拉力F增大时，小滑块的加速度一定增大【答案】　AC【解析】　当F＝6N时，两物体恰好具有最大共同加速度，对整体分析，由牛顿第二定律有F＝(M＋m)a，代入数据解得M＋m＝3kg。当F大于6N时，两物体发生相对滑动，对长木板有a＝＝－，图线的斜率k＝＝1，解得M＝1kg，滑块的质量m＝2kg，选项A正确；滑块的最大加速度a′＝μg＝2m/s2，所以小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.2，选项B错误；当F＝7N时，由a＝知长木板的加速度a＝3m/s2

5、，选项C正确；当两物体发生相对滑动时，滑块的加速度a′＝μg＝2m/s2，恒定不变，选项D错误。【典例3】如图所示，一质量为M的斜面体静止在水平地面上，斜面倾角为θ，斜面上叠放着A、B两物体，物体B在沿斜面向上的力F的作用下沿斜面匀速上滑。若A、B之间的动摩擦因数为μ，μ

6、物块轻放到木板上，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后，木板运动的速度－时间图象可能是下列选项中的(　　)【答案】　A【解析】　设在木板与物块未达到相同速度之前，木板的加速度为a1，物块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。对木板应用牛顿第二定律得：－μ1mg－μ2·2mg＝ma1，a1＝－(μ1＋2μ2)g设物块与木板达到相同速度之后，木板的加速度为a2，对整体有：－μ2·2mg＝2ma2，a2＝

7、－μ2g，可见

8、a1

9、＞

10、a2

11、由v－t图象的斜率表示加速度大小可知，选项A图象正确。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＝1m，起点A到终点线B的距离s＝5m。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。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＝2kg，滑板质量m2＝1kg，重力加速度g＝10m/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，水平恒力F的取值范围。【答案】　(

12、1)1s　(2)30N≤F≤34N【解析】　(1)滑板一直加速时，所用时间最短。设滑板加速度为a2，f＝μm1g＝m2a2，a2＝10m/s2，s＝，解得t＝1s。(2)刚好相对滑动时，水平恒力最小，设为F1，此时可认为二者加速度相等，F1－μm1g＝m1a2，解得F1＝30