2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題3.6 滑塊板塊問題千題精練.doc
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專題3.6 滑塊板塊問題 一．選擇題 1. 如左圖所示，粗糙的水平地面上有一塊長木板P，小滑塊Q放置于長木板上最右端?，F(xiàn)將一個(gè)水平向右力F作用在長木板的右端，讓長木板從靜止開始運(yùn)動?；瑝K、長木板的速度圖象如右圖所示，己知物塊與木板的質(zhì)量相等，滑塊Q始終沒有從長木板P上滑下。重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是 A. t=10s時(shí)長木板P停下來 B. 長木板P的長度至少是7.5m C. 長木板P和水平地面之間的動摩擦因數(shù)是0.075 D.滑塊Q在長木板P上滑行的距離是12m 【參考答案】BCD 中，由牛頓第二定律得：，解析，這段時(shí)間，所以，t3=12s時(shí)長木板P停下來，6s后滑塊Q在長板P上滑行的距離：，滑塊Q在長木板P上滑行的距離是，故D正確； 2． 2016安徽六校教育研究會聯(lián)考)如圖甲，水平地面上有一靜止平板車，車上放一質(zhì)量為m的物塊，物塊與平板車間的動摩擦因數(shù)為0.2，t＝0時(shí)，車開始沿水平面做直線運(yùn)動，其v－t圖象如圖乙所示。g取10 m/s2，平板車足夠長，則物塊運(yùn)動的v－t圖象為( ) 【參考答案】C 3. (多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2。下列說法正確的是( ) A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g C.當(dāng)F>μ2(m＋M)g時(shí)，木板便會開始運(yùn)動 D.無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運(yùn)動 【參考答案】AD 4.（安徽省銅陵市第一中學(xué)2016屆高三5月教學(xué)質(zhì)量檢測理科綜合試題）如圖甲所示，光滑的水平地面上放有一質(zhì)量為M、長為的木板。從時(shí)刻開始，質(zhì)量為的物塊以初速度從左側(cè)滑上木板，同時(shí)在木板上施以水平向右的恒力，已知開始運(yùn)動后內(nèi)兩物體的圖線如圖乙所示，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，，下列說法正確的是（ ） A、木板的質(zhì)量 B、物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 C、時(shí)，木板的加速度為 D、時(shí)，木板的速度為 【參考答案】BD 【名師解析】在開始運(yùn)動后內(nèi)，物體向右減速運(yùn)動，木板向右加速運(yùn)動，對物體，由牛頓第二定律，μmg=ma1，由速度圖像可知，a1=1m/s2，聯(lián)立解得：μ=0.1.選項(xiàng)B正確。 對木板，由牛頓第二定律，F(xiàn)+μmg=Ma2，由速度圖像可知，a2=4m/s2，聯(lián)立解得：M=2kg，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。 經(jīng)過時(shí)間t，兩者達(dá)到共同速度，則v0- a1t= a2t， 解得：t=1.2s。共同速度v= a2t=4.8m/s。 此時(shí)物體的相對位移為： 說明物體未脫離木板，當(dāng)兩者達(dá)到共同速度后，假設(shè)兩者相對靜止一起加速，由牛頓第二定律可得：， 代入數(shù)據(jù)解得：， 對物體由牛頓第二定律可得：， 所以物體相對木板還是要相對滑動，對木板由牛頓第二定律可得：，代入數(shù)據(jù)解得：，時(shí)，木板的速度為，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。 考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的圖像；物體的彈性和彈力 【名師點(diǎn)睛】本題考查圖象的應(yīng)用；圖象題是高考的熱點(diǎn)問題，關(guān)鍵從圖象中獲取信息，能夠通過圖象得出物體的運(yùn)動規(guī)律。 5.（福建省廈門市2016屆高三第二次質(zhì)量檢查理科綜合試題）放在足夠長的木板上的物體A和B由同種材料制成，且表面粗糙程度一樣，現(xiàn)隨長木板以速度v向右做勻速直線運(yùn)動，如圖所示。某時(shí)刻木板突然停止運(yùn)動，已知mA>mB，下列說法正確的是 A．若木板光滑，由于A的慣性較大，所以A、B一定會相撞 B．若木板粗糙，由于A的動能較大，所以A、B一定會相撞 C．若木板粗糙，由于A的所受的摩擦力較大，所以A比B先停下來。 D．不論木板是否光滑，A、B間的相對距離保持不變 【參考答案】D 考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系 【名師點(diǎn)睛】分木板光滑和粗糙兩種情況進(jìn)行討論，若光滑，則AB兩個(gè)木塊將以原來的速度做勻速運(yùn)動；若粗糙，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，比較兩物塊速度之間的關(guān)系即可求解。 6.（2016福建名校聯(lián)考）如圖3所示，質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長木板ab上滑行，長木板放在水平地面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)．若長木板ab與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，木塊P與長木板ab間的動摩擦因數(shù)為μ2，則長木板ab受到地面的摩擦力大小為 ( ) A．μ1Mg B．μ1(m＋M)g C．μ2mg D．μ1Mg＋μ2mg 【參照答案】C 7．如圖所示，水平桌面上平放一疊共計(jì)54張的撲克牌，每一張的質(zhì)量均為m．用一手指以豎直向下的力壓第1 張牌，并以一定速度向右移動手指，確保手指與第1 張牌之間有相對滑動．設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同，手指與第l 張牌之間的動摩擦因數(shù)為，牌間的動摩擦因數(shù)均為，第54 張牌與桌面間的動摩擦因數(shù)為，且有．則下列說法正確的是( ) A．第l 張和第2張牌一定保持相對靜止 B．第54 張牌受到水平桌面的摩擦力向右 C．第2 張牌到第53 張牌之間不可能發(fā)生相對滑動 D．第2 張牌到第53 張牌之間可能發(fā)生相對滑動 【參考答案】C 【名師解析】試題分析：A、若手指與第1張牌的摩擦力大于1與2間的摩擦力，則二者發(fā)生相對滑動．故A錯(cuò)誤．B、對53張牌（除第1張牌外）研究，處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向受到第1張牌的滑動摩擦力，方向與手指的運(yùn)動方向相同，則根據(jù)平衡條件可知：第54張牌受到桌面的摩擦力方向與手指的運(yùn)動方向相反．故B錯(cuò)誤． C、設(shè)每張的質(zhì)量為m，動摩擦因數(shù)為．對第2張分析，它對第3張牌的壓力等于上面兩張牌的重力，最大靜摩擦力，而受到的第1張牌的滑動摩擦力為，則第2張牌與第3張牌之間不發(fā)生相對滑動．同理，第3張到第54張牌也不發(fā)生相對滑動．故C正確，D錯(cuò)誤．故選C. 考點(diǎn)：本題考查了受力分析、力的平衡、靜摩擦力與最大靜摩擦力. 二．計(jì)算題 1． 如圖所示，木板靜止于水平地面上，在其最右端放一可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊。已知木塊的質(zhì)量m＝1 kg，木板的質(zhì)量M＝4 kg，長L＝2.5 m，上表面光滑，下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2?，F(xiàn)用水平恒力F＝20 N拉木板，g取10 m/s2。 (1)求木板加速度的大??； (2)要使木塊能滑離木板，求水平恒力F作用的最短時(shí)間； (3)如果其他條件不變，假設(shè)木板的上表面也粗糙，其上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1＝0.3，欲使木板能從木塊的下方抽出，對木板施加的拉力應(yīng)滿足什么條件？ (4)若木板的長度、木塊質(zhì)量、木板的上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)、木板與地面間的動摩擦因數(shù)都不變，只將水平恒力增加為30 N，則木塊滑離木板需要多長時(shí)間？ (3)設(shè)木塊的最大加速度為a木塊，木板的最大加速度為a木板，則 μ1mg＝ma木塊 解得：a木塊＝μ1g＝3 m/s2 對木板：F1－μ1mg－μ(M＋m)g＝Ma木板 木板能從木塊的下方抽出的條件：a木板＞a木塊 解得：F1＞25 N。 (4)木塊的加速度a′木塊＝μ1g＝3 m/s2 木板的加速度a′木板＝＝4.25 m/s2 木塊滑離木板時(shí)，兩者的位移關(guān)系為x木板－x木塊＝L， 即a′木板t2－a′木塊t2＝L 代入數(shù)據(jù)解得：t＝2 s。 答案 (1)2.5 m/s2 (2)1 s (3)F＞25 N (4)2 s 2.如圖所示，物塊A、木板B的質(zhì)量均為m＝10 kg，不計(jì)A的大小，B板長L＝3 m。開始時(shí)A、B均靜止?，F(xiàn)使A以某一水平初速度從B的最左端開始運(yùn)動。已知A與B、B與水平面之間的動摩擦因數(shù)分別為μ1＝0.3和μ2＝0.1，g取10 m/s2。 (1)若物塊A剛好沒有從B上滑下來，則A的初速度多大？ (2)若把木板B放在光滑水平面上，讓A仍以(1)問中的初速度從B的最左端開始運(yùn)動，則A能否與B脫離？最終A和B的速度各是多大？ 【名師解析】(1)A在B上向右勻減速運(yùn)動，加速度大小a1＝μ1g＝3 m/s2 木板B向右勻加速運(yùn)動，加速度大小a2＝＝1 m/s2 由題意知，A剛好沒有從B上滑下來，則A滑到B最右端時(shí)和B速度相同，設(shè)為v，得 時(shí)間關(guān)系：t＝＝ 位移關(guān)系：L＝－ 解得v0＝2 m/s。 A的位移xA＝＝3 m B的位移xB＝＝1 m 由xA－xB＝2 m可知A沒有與B脫離，最終A和B的速度相等，大小為 m/s。 答案 (1)2 m/s (2)沒有脫離 m/s m/s 3.如圖所示，質(zhì)量為M的長木板，靜止放置在粗糙水平地面上，有一個(gè)質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以某一水平初速度從左端沖上木板。從物塊沖上木板到物塊和木板達(dá)到共同速度的過程中，物塊和木板的v－t圖象分別如圖中的折線acd和bcd所示 ，a、b、c、d點(diǎn)的坐標(biāo)為a(0，10)、b(0， 0)、c(4，4)、d(12，0)。根據(jù)v－t圖象，(g取10 m/s2)，求： (1)物塊沖上木板做勻減速直線運(yùn)動的加速度大小a1，木板開始做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小a2，達(dá)到相同速度后一起勻減速直線運(yùn)動的加速度大小a； (2)物塊質(zhì)量m與長木板質(zhì)量M之比； (3)物塊相對長木板滑行的距離Δx。 【名師解析】 (1)物塊沖上木板做勻減速直線運(yùn)動的加速度大小為 a1＝ m/s2＝1.5 m/s2 木板開始做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小為 a2＝ m/s2＝1 m/s2 達(dá)到相同速度后一起勻減速直線運(yùn)動的加速度大小為 a＝ m/s2＝0.5 m/s2。 (3)由v－t圖象知，物塊在木板上相對滑行的距離 Δx＝104 m＝20 m。 答案 (1)1.5 m/s2 1 m/s2 0.5 m/s2 (2)3∶2 (3)20 m 4.如圖，可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊放在長木板正中間，已知長木板質(zhì)量為M＝4 kg，長度為L＝2 m，小物塊質(zhì)量為m＝1 kg，長木板置于光滑水平地面上，兩物體皆靜止?，F(xiàn)在用一大小為F的水平恒力作用于小物塊上，發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)F超過2.5 N時(shí)，兩物體間才能產(chǎn)生相對滑動。設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小，重力加速度g＝10 m/s2。 (1)求小物塊和長木板間的動摩擦因數(shù)； (2)若一開始力F就作用在長木板上，且F＝12 N，則小物塊經(jīng)過多長時(shí)間從長木板上掉下？ 【名師解析】(1)設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力為Ffm，當(dāng)F＝2.5 N作用于小物塊時(shí)，對整體，由牛頓第二定律有F＝(M＋m)a 對長木板，由牛頓第二定律有Ffm＝Ma 聯(lián)立可得Ffm＝2 N 小物塊在豎直方向上受力平衡，所受支持力FN＝mg，由摩擦力公式有Ffm＝μmg，解得μ＝0.2。 由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，兩物體在t時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1＝a1t2，x2＝a2t2 小物塊剛滑下長木板時(shí)x1－x2＝L，聯(lián)立解得t＝2 s。 答案 (1)0.2 (2)2 s 5.（湖北省沙市中學(xué)2016屆高三下學(xué)期第四次半月考理科綜合試題）（18分）一平板車，質(zhì)量M=100㎏，停在水平路面上，車身的平板離地面的高度h=1.25m，一質(zhì)量m=50kg的小物塊置于車的平板上，它到車尾的距離b=1m，與車板間的動摩擦因數(shù)，如圖６所示，今對平板車施一水平方向的恒力，使車向前行駛，結(jié)果物塊從車板上滑落，物塊剛離開車板的時(shí)刻，車向前行駛距離，求物塊落地時(shí)，地點(diǎn)到車尾的水平距離s（不計(jì)路面摩擦，g=10m/s2）． 【參考答案】1.625m ． 小物塊滑落時(shí)車速， 小物塊速度 物塊滑落后，車的加速度 落地時(shí)間． 車運(yùn)動的位移． 小物塊平拋的水平位移． 物塊落地時(shí)，落地點(diǎn)與車尾的水平位移為：． 考點(diǎn)：牛頓第二定律的綜合應(yīng)用 6. (2016太原模擬)質(zhì)量為3 kg的長木板A置于光滑的水平地面上，質(zhì)量為2 kg的木板B(可視為質(zhì)點(diǎn))置于木板A的左端，在水平向右的力F作用下由靜止開始運(yùn)動，如圖甲所示．A、B運(yùn)動的加速度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．(g取10 m/s2)求： (1)木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)．(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力) (2)4 s末A、B的速度． (3)若6 s末木板和木塊剛好分離，則木板的長度為多少？ 【參考答案】(1)0.3 (2)4 m/s (3)4 m (2)由圖象知4 s末二者的速度等于圖線與坐標(biāo)軸包圍的面積 v＝at1＝24 m/s＝4 m/s (3)4 s到6 s末t2＝2 s 木板A運(yùn)動的位移xA＝vt2＋aAt xB＝vt2＋aBt 木板的長度l＝xB－xA＝4 m 7.(14分)在傾角q=37的固定斜面上，放一質(zhì)量是1kg的厚薄均勻的木板A，在A上放一質(zhì)量是4kg的物塊B，A與B間、A與斜面間的動摩擦因數(shù)分別是0.5和0.1，且它們的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，作用在B的向上拉力F平行斜面，如圖10。Sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2。試求A、B都由靜止開始所滿足的下列三種需求： （1）當(dāng)F=0時(shí)，A與B間摩擦力多大？ （2）當(dāng)F為什么范圍時(shí)A、B都靜止？ （3）當(dāng)F為什么范圍時(shí)A、B一起向上運(yùn)動？ 對于B 由牛頓第二定律得 410sin37-f1=4a1 （1分） 解得 f1=3.2N 沿斜面向上 （1分） （f1=3.2N下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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