2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 专题3.19 滑块板块问题（能力篇）（解析版）.doc

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第三部分 牛顿运动定律专题3.19滑块板块问题（能力篇）一选择题1.（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【名师解析】若木板光滑，A、B在水平面上不受力，由于物体具有惯性，则AB将以原来的速度做匀速直线运动，保持相对静止；若木板粗糙，尽管两木块的质量不同，所受的摩擦力大小不同，但其加速度为，与质量无关，故两物体将有相同的加速度，任意时刻有相同的速度，保持相对静止，故D正确，A、B、C错误。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。2. （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1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为 ( )A1Mg B1(mM)g C2mg D1Mg2mg【参照答案】C【名师解析】质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，M对m的摩擦力等于2mg，由牛顿第三定律可知，m对M的摩擦力大小等于2mg。对M由平衡条件可得长木板ab受到地面的摩擦力大小为2mg。3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】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.(12分)（2019安徽江南十校二模）如图所示，质量mA2kg的木板A被锁定在倾角为30°的光滑斜面的顶端，质量为ma1kg的可视为质点的物块B恰能在木板A上匀速下滑。现让物块B以v07.5m/s的初速度从木板的上端下滑，同时解除对本板A的锁定。g取10m/s2，斜面足够长。求:(1)要使物块B不从木板A上滑落下来，则木板A的长度至少为多少；(2)在物块B不从木板A上滑落的前提下，系统损失的机械能最多是多少。【名师解析】2.（12分）（2019四川绵阳二诊）如图所示，长L=2.5 m、高h=0.2 m的长方体物块P静止在光滑的水平地面上，可视为质点的质量m=1kg的小滑块Q在物块P的上表面左端静止，物块P和滑块Q之间的动摩擦因数=0.2。现给滑块Q一个水平向右的瞬时速度vo=4m/s，经时间t=1s，刚好从物块P的右端飞出，取g=10m/s2，求：（1）物块P的质量M；（2）滑块Q第一次着地时，与物块P右端的水平距离。PQhL【名师解析】（1）滑块Q在物块P上做匀减速直线运动，设时间t=1 s内，滑块Q加速度大小为aQ，通过的距离为xQ，物块P通过的距离为xP，加速度大小为aP，则（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）解得，。M=2kg （1分）（2）在滑块Q飞离物块P的瞬间，设物块P的速度为vP，滑块Q的速度为vQ，滑块Q经过时间t´第一次着地，与物块P右端的水平距离为，则（1分）（1分）（1分）解得，（2分）解得（1分）3（14分）（2019湖南衡阳二模）如图1所示，在水平面上有一质量为m11kg的足够长的木板，其上叠放一质量为m22kg的木块，木块和木板之间的动摩擦因数10.3，木板与地面间的动摩擦因数20.1假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等现给木块施加随时间t增大的水平拉力F3t（N），重力加速度大小g10m/s2（1）求木块和木板保持相对静止的时间t1；（2）t10s时，两物体的加速度各为多大；（3）在如图2画出木块的加速度随时间変化的图象（取水平拉F的方向为正方向，只要求画图，不要求写出理由及演算过程）【思路分析】（1）对两物体受力分析，当木块对木板的最大静摩擦力提供木板做加速运动，此时两者达到最大加速度，即可求得；（2）应用牛顿第二定律求出两物体的加速度；（3）达到最大共同加速度后，木板做加速度恒定的匀加速运动，木块在力F作用下做加速度运动，根据牛顿第二定律即可求得。【名师解析】（1）：当F2（m1+m2）g3N时，木块和木板都没有拉动，处于静止状态，当木块和木板一起运动时，对m1：fmax2（m1+m2）gm1amax，fmax1m2g解得：amax3m/s2对整体有：Fmax2（m1+m2）g（m1+m2）amax解得：Fmax12N由Fmax3t 得：t4s（2）t10s时，两物体已相对运动，则有：对m1：1m2g2 （m1+m2）gm1a1解得：a13m/s2对m2：F1m2gm2a2 F3t30N解得：a212m/s2（3）图象过（1、0），（4.3），（10、12）答：（1）木块和木板保持相对静止的时间是4s；（2）t10s时，两物体的加速度各为3m/s2，12m/s2；（3）图象如图所示。【点评】本题首先要分两个相对静止和相对运动两种状态分析，其次采用整体法和隔离法研究得到加速度与时间的关系式，是经常采用的思路。4. （2019全国考试大纲调研卷3）如图所示，水平地面上有一质量为M的长木板，一个质量为m的物块(可视为质点)放在长木板的最右端。已知m与M之间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为。从某时刻起物块m以的水平初速度向左运动，同时木=板M在水平外力F控制下始终向右以速度匀速运动，求：(1)在物块m向左运动过程中外力F的大小：(2)木板至少多长物块不会从木板上滑下来?【参考答案】（ 1）f1+f2=1mg2(m+M)g（2）【名师解析】（1）在物块m向左运动过程中，木板受力如图所示，其中f1，f2分别为物块和地面给木板的摩擦力，由题意可知f1=1mgf2=2(m+M)g 由平衡条件得：F= f1+f2=1mg2(m+M)g （2）解法一：设物块向左匀减速至速度为零的时间为t1，则设物块向左匀减速运动的位移为X1，则设物块由速度为零向右匀加速至与木板同速（即停止相对滑动）的时间为t2，则设物块向右匀加速运动的位移为X2，则此过程木板向右匀速运动的总位移为X，则则物块不从木板上滑下来的最小长度：代入数据解得：解法二：以木板为参考系，设物块相对木板向左匀减速初速度为V0，末速度为Vt，则加速度：根据运动学公式：解得：5.（2019上海二模）如图a所示，轨道OA可绕轴O在竖直平面内转动，轨道长L=2m，摩擦很小可忽略不计。利用此装置实验探究物块在力F作用下加速度与轨道倾角的关系。某次实验，测得力F的大小为0.6N，方向始终平行于轨道向上，已知物块的质量m=0.1kg。实验得到如图b所示物块加速度与轨道倾角的关系图线，图中a0为图线与纵轴交点，1为图线与横轴交点。（重力加速度g取10m/s2）问：（1）a0为多大？（2）倾角1为多大？此时物块处于怎样的运动状态？（3）当倾角为30°，若物块在F作用下由O点从静止开始运动1.6s，则物块具有的最大重力势能为多少？（设O所在水平面的重力势能为零）【名师解析】（1）=0°时，木板水平放置，此时物块的加速度为a0由牛顿第二定律得：F合=F=ma0解得：a0=6m/s2（2）当木板倾角为1时，a=0，物块可能沿斜面向上匀速运动；可能沿斜面向下匀速运动；静止；由平衡条件得：F=mgsin1解得：sin1=0.6，即1=37°（3）当木板倾角为=30°时，对物块由牛顿第二定律得：F-mgsin=ma解得：a=1m/s2从静止开始运动1.6s发生的位移为x=1.28m物块具有的最大重力势能：EP=mgxsin解得：EP=0.64J答：（1）a0为6m/s2；（2）倾角1为37°，此时物块可能沿斜面向上匀速运动；可能沿斜面向下匀速运动；静止；（3）当倾角为30°，若物块在F作用下由O点从静止开始运动1.6s，则物块具有的最大重力势能为0.64J。