高考物理一轮复习专题36滑块板块问题千题精练.docx
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高考物理一轮复习专题36滑块板块问题千题精练
专题3.6滑块板块问题
一.选择题
1.如左图所示,粗糙的水平地面上有一块长木板P,小滑块Q放置于长木板上最右端。
现将一个水平向右力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动。
滑块、长木板的速度图象如右图所示,己知物块与木板的质量相等,滑块Q始终没有从长木板P上滑下。
重力加速度g=10m/s2。
则下列说法正确的是
A.t=10s时长木板P停下来
B.长木板P的长度至少是7.5m
C.长木板P和水平地面之间的动摩擦因数是0.075
D.滑块Q在长木板P上滑行的距离是12m
【参考答案】BCD
中,由牛顿第二定律得:
,解析,这段时间,所以,t3=12s时长木板P停下来,6s后滑块Q在长板P上滑行的距离:
,滑块Q在长木板P上滑行的距离是,故D正确;
2.2016·安徽六校教育研究会联考)如图甲,水平地面上有一静止平板车,车上放一质量为m的物块,物块与平板车间的动摩擦因数为0.2,t=0时,车开始沿水平面做直线运动,其v-t图象如图乙所示。
g取10m/s2,平板车足够长,则物块运动的v-t图象为( )
【参考答案】C
3. (多选)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木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。
下列说法正确的是( )
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.当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动
D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
【参考答案】AD
4.(安徽省铜陵市第一中学2016届高三5月教学质量检测理科综合试题)如图甲所示,光滑的水平地面上放有一质量为M、长为的木板。
从时刻开始,质量为的物块以初速度从左侧滑上木板,同时在木板上施以水平向右的恒力,已知开始运动后内两物体的图线如图乙所示,物块可视为质点,,下列说法正确的是()
A、木板的质量
B、物块与木板间的动摩擦因数为
C、时,木板的加速度为
D、时,木板的速度为
【参考答案】BD
【名师解析】在开始运动后内,物体向右减速运动,木板向右加速运动,对物体,由牛顿第二定律,μmg=ma1,由速度图像可知,a1=1m/s2,联立解得:
μ=0.1.选项B正确。
对木板,由牛顿第二定律,F+μmg=Ma2,由速度图像可知,a2=4m/s2,联立解得:
M=2kg,选项A错误。
经过时间t,两者达到共同速度,则v0-a1t=a2t,
解得:
t=1.2s。
共同速度v=a2t=4.8m/s。
此时物体的相对位移为:
说明物体未脱离木板,当两者达到共同速度后,假设两者相对静止一起加速,由牛顿第二定律可得:
,
代入数据解得:
,
对物体由牛顿第二定律可得:
,
所以物体相对木板还是要相对滑动,对木板由牛顿第二定律可得:
,代入数据解得:
,时,木板的速度为,故选项C错误D正确。
考点:
牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像;物体的弹性和弹力
【名师点睛】本题考查图象的应用;图象题是高考的热点问题,关键从图象中获取信息,能够通过图象得出物体的运动规律。
5.(福建省厦门市2016届高三第二次质量检查理科综合试题)放在足够长的木板上的物体A和B由同种材料制成,且表面粗糙程度一样,现随长木板以速度v向右做匀速直线运动,如图所示。
某时刻木板突然停止运动,已知mA>mB,下列说法正确的是
A.若木板光滑,由于A的惯性较大,所以A、B一定会相撞
B.若木板粗糙,由于A的动能较大,所以A、B一定会相撞
C.若木板粗糙,由于A的所受的摩擦力较大,所以A比B先停下来。
D.不论木板是否光滑,A、B间的相对距离保持不变
【参考答案】D
考点:
牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【名师点睛】分木板光滑和粗糙两种情况进行讨论,若光滑,则AB两个木块将以原来的速度做匀速运动;若粗糙,根据牛顿第二定律求出加速度,比较两物块速度之间的关系即可求解。
6.(2016福建名校联考)如图3所示,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态.若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为()
A.μ1MgB.μ1(m+M)g
C.μ2mgD.μ1Mg+μ2mg
【参照答案】C
7.如图所示,水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌,每一张的质量均为m.用一手指以竖直向下的力压第1张牌,并以一定速度向右移动手指,确保手指与第1张牌之间有相对滑动.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,手指与第l张牌之间的动摩擦因数为,牌间的动摩擦因数均为,第54张牌与桌面间的动摩擦因数为,且有.则下列说法正确的是()
A.第l张和第2张牌一定保持相对静止
B.第54张牌受到水平桌面的摩擦力向右
C.第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动
D.第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动
【参考答案】C
【名师解析】试题分析:
A、若手指与第1张牌的摩擦力大于1与2间的摩擦力,则二者发生相对滑动.故A错误.B、对53张牌(除第1张牌外)研究,处于静止状态,水平方向受到第1张牌的滑动摩擦力,方向与手指的运动方向相同,则根据平衡条件可知:
第54张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反.故B错误.
C、设每张的质量为m,动摩擦因数为.对第2张分析,它对第3张牌的压力等于上面两张牌的重力,最大静摩擦力,而受到的第1张牌的滑动摩擦力为,则第2张牌与第3张牌之间不发生相对滑动.同理,第3张到第54张牌也不发生相对滑动.故C正确,D错误.故选C.
考点:
本题考查了受力分析、力的平衡、静摩擦力与最大静摩擦力.
二.计算题
1. 如图所示,木板静止于水平地面上,在其最右端放一可视为质点的木块。
已知木块的质量m=1kg,木板的质量M=4kg,长L=2.5m,上表面光滑,下表面与地面之间的动摩擦因数μ=0.2。
现用水平恒力F=20N拉木板,g取10m/s2。
(1)求木板加速度的大小;
(2)要使木块能滑离木板,求水平恒力F作用的最短时间;
(3)如果其他条件不变,假设木板的上表面也粗糙,其上表面与木块之间的动摩擦因数为μ1=0.3,欲使木板能从木块的下方抽出,对木板施加的拉力应满足什么条件?
(4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变,只将水平恒力增加为30N,则木块滑离木板需要多长时间?
(3)设木块的最大加速度为a木块,木板的最大加速度为a木板,则
μ1mg=ma木块
解得:
a木块=μ1g=3m/s2
对木板:
F1-μ1mg-μ(M+m)g=Ma木板
木板能从木块的下方抽出的条件:
a木板>a木块
解得:
F1>25N。
(4)木块的加速度a′木块=μ1g=3m/s2
木板的加速度a′木板==4.25m/s2
木块滑离木板时,两者的位移关系为x木板-x木块=L,
即a′木板t2-a′木块t2=L
代入数据解得:
t=2s。
答案
(1)2.5m/s2
(2)1s (3)F>25N (4)2s
2.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?
【名师解析】
(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=-
解得v0=2m/s。
A的位移xA==3m
B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。
答案
(1)2m/s
(2)没有脱离 m/s m/s
3.如图所示,质量为M的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m、可视为质点的物块,以某一水平初速度从左端冲上木板。
从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中,物块和木板的v-t图象分别如图中的折线acd和bcd所示,a、b、c、d点的坐标为a(0,10)、b(0,
0)、c(4,4)、d(12,0)。
根据v-t图象,(g取10m/s2),求:
(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1,木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2,达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小a;
(2)物块质量m与长木板质量M之比;
(3)物块相对长木板滑行的距离Δx。
【名师解析】
(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小为
a1=m/s2=1.5m/s2
木板开始做匀加速直线运动的加速度大小为
a2=m/s2=1m/s2
达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小为
a=m/s2=0.5m/s2。
(3)由v-t图象知,物块在木板上相对滑行的距离
Δx=×10×4m=20m。
答案
(1)1.5m/s2 1m/s2 0.5m/s2
(2)3∶2
(3)20m
4.如图,可看作质点的小物块放在长木板正中间,已知长木板质量为M=4kg,长度为L=2m,小物块质量为m=1kg,长木板置于光滑水平地面上,两物体皆静止。
现在用一大小为F的水平恒力作用于小物块上,发现只有当F超过2.5N时,两物体间才能产生相对滑动。
设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,重力加速度g=10m/s2。
(1)求小物块和长木板间的动摩擦因数;
(2)若一开始力F就作用在长木板上,且F=12N,则小物块经过多长时间从长木板上掉下?
【名师解析】
(1)设两物体间的最大静摩擦力为Ffm,当F=2.5N作用于小物块时,对整体,由牛顿第二定律有F=(M+m)a
对长木板,由牛顿第二定律有Ffm=Ma
联立可得Ffm=2N
小物块在竖直方向上受力平衡,所受支持力FN=mg,由摩擦力公式有Ffm=μmg,解得μ=0.2。
由匀变速直线运动规律,两物体在t时间内的位移分别为x1=a1t2,x2=a2t2
小物块刚滑下长木板时x1-x2=L,联立解得t=2s。
答案
(1)0.2
(2)2s
5.(湖北省沙市中学2016届高三下学期第四次半月考理科综合试题)(18分)一平板车,质量M=100㎏,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h=1.25m,一质量m=50kg的小物块置于车的平板上,它到车尾的距离b=1m,与车板间的动摩擦因数,如图6所示,今对平板车施一水平方向的恒力,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落,物块刚离开车板的时刻,车向前行驶距离,求物块落地时,地点到车尾的水平距离s(不计路面摩擦,g=10m/s2).
【参考答案】1.625m
.
小物块滑落时车速,
小物块速度
物块滑落后,车的加速度
落地时间.
车运动的位移.
小物块平抛的水平位移.
物块落地时,落地点与车尾的水平位移为:
.
考点:
牛顿第二定律的综合应用
6.(2016太原模拟)质量为3kg的长木板A置于光滑的水平地面上,质量为2kg的木板B(可视为质点)置于木板A的左端,在水平向右的力F作用下由静止开始运动,如图甲所示.
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- 高考 物理 一轮 复习 专题 36 板块 问题 精练