专题强化训练三 滑块-木板模型各类问题-2021-2022学年高一物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2022必修第一册).docx
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1、专题强化训练三 滑块木板模型各类问题-2021-2022学年高一物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2022必修第一册)-正文内容开始- 运动和力的关系 专题强化训练三:滑块木板模型各类问题 一:知识精讲归纳 1模型概述:一个物体在另一个物体上,两者之间有相对运动问题涉及两个物体、多个过程,两物体的运动时间、速度、位移间有一定的关系 2模型特点 涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动。 3两种位移关系 滑块由木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板同向运动,位移大小之差等于板长;反向运动时,位移大小之和等于板长。 设板长为L,滑块位移大小为x1,木板位移大小为x2 同向运动时:Lx1x
2、2 反向运动时:Lx1x2 1水平面“板块”模型 类型1光滑地面,有初速度无外力类 (1)系统不受外力,满足动量守恒 (2)如果板足够长,共速后一起匀速运动,板块间摩擦力突变为0,用图象法描述板、块的速度更直观(如图) 类型2地面粗糙,滑块(或板)有初速度类 (1)因为系统受外力,动量不守恒,注意板是否会动 (2)若能动,且板足够长,达到共速后,判断它们之间是否相对滑动,常用假设法,假设二者相对静止,利用整体法求出加速度a,再对小滑块进行受力分析,利用F合ma,求出滑块受的摩擦力Ff,再比较它与最大静摩擦力的关系,如果摩擦力大于最大静摩擦力,则必然相对滑动,如果小于最大静摩擦力,就不会相对滑动
3、 (3)若一起匀减速到停止,板块间由滑动摩擦力突变为静摩擦力,用图象法描述速度更直观(如图) 类型3地面粗糙,加外力类 (1)木板上加力(如图甲),板块可能一起匀加速运动,也可能发生相对滑动 (2)滑块上加力(如图乙),注意判断B板动不动,是一起加速,还是发生相对滑动(还是用假设法判断) 2斜面上“板块”模型 类型1无初速度下滑类(如图) 假设法判断是否发生相对滑动 (1)2<1(上面比下面粗糙),则不会相对滑动用极限法,1无限大或斜面光滑,一起匀加速运动 (2)2>1(下面比上面粗糙),则会相对滑动 类型2加外力下滑类(如图) 对m分析,加速度范围gsin 1gcos <a
4、<gsin 1gcos 加速度在这个范围内,板块可保持相对静止 二:考点题型归纳 题型一:没有外力的板块问题 1(2022重庆高一月考)如图所示,质量为m的木块在质量为M的足够长的木板上向右滑行,木板与水平地面间的动摩擦因数为1,木块与木板间的动摩擦因数为,木板一直静止。重力加速度大小为g。下列说法正确的是() A木块受到的滑动摩擦力方向向右 B木块与木板间的滑动摩擦力大小为2mg C木板与地面间的摩擦力大小为1(m+M)g D木板与地面间的摩擦力大小为1Mg+ 2rmg 2(2021全国高一专题练习)如图所示,长木板Q放在粗糙的水平地面上,可视为质点的物块P以水平向右的速度v0=4 m
5、/s从长木板的最左端冲上长木板,已知物块P和长木板Q的质量分别为m=10 kg、M=20 kg,长木板的长度为L=5 m,长木板与地面之间、物块与长木板之间的动摩擦因数分别为1=0.1、2=0.4,重力加速度g取10 m/s2。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是() A长木板始终静止,物块一定能从长木板的右端离开 B长木板向右运动,物块不可能从长木板的右端离开 C长木板的加速度大小始终为0.5 m/s2 D物块相对长木板的位移大小为2m 3(2022上海高一期末)如图所示,静止在水平地面上的木板(厚度不计)质量为m1=1kg,与地面的动摩擦因数,质量为m2=2kg可看作质点的小
6、物块与木板和地面间的动摩擦因数均为,以v0=4m/s的水平速度从左端滑上木板,经过t=0.6s滑离木板,g取10m/s2,以下说法正确的是 A木板的长度1.68m B小物块离开木板时,木板的速度为1.6m/s C小物块离开木板后,木板的加速度为2m/s2,方向水平向右 D小物块离开板后,木板与小物块将发生碰撞 题型二:受到恒定外力的板块问题 4(2021湖南长郡中学高一期中)木板B静止在水平面上,其左端放有物体A。现对A施加水平恒力F的作用,使两物体均从静止开始向右做匀加速直线运动,直至A、B分离,已知各接触面均粗糙,则() AA和地面对B的摩擦力是一对相互作用力 BA和地面对B的摩擦力是一对
7、平衡力 CA对B的摩擦力水平向右 DB对A的摩擦力水平向右 5(2021江苏海门中学高一月考)如图所示,长木板P静止在水平地面上,木块Q静止放在木板P的上表面,它们的质量均为m。现对长木板P或木块Q施加一水平向右的拉力F,木板P和木块Q的运动情况未知。已知木块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为,则下列说法正确的是() A木板受到地面的摩擦力的大小一定是2mg B木板受到地面的摩擦力的大小可能为3mg C当时,木板P和木块Q一定发生相对运动 D如果拉力F作用在木块Q上,无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动 6(2021黑龙江哈九中高一期末)如图所示,A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上,
8、物体A的质量为2m,B和C的质量都是m,A、B间的动摩擦因数为,B、C间的动摩擦因数为,B和地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F,则下列判断正确的是() A若A、B、C三个物体始终相对静止,则力F不能超过 B当力F=mg时,A、B间的摩擦力为 C无论力F为何值,B的加速度不会超过 D当力F时,B相对A滑动 题型三:受到变化外力的板块问题 7(2021江苏常熟市中学高一期中)如图所示,质量为M的木板,上表面水平,放在水平桌面上,木板上面有一质量为m的物块,物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为,若要以水平外力F将木板抽出,则力F的大小至
9、少为() ABCD 8(2021山西平遥县第二中学校高一月考)如图所示,质量M=2kg的足够长木板静止在光滑水平地面上,质量m=1kg的物块静止在长木板的左端,物块和长木板之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。现对物块施加一水平向右的恒力F=2N,则下列说法正确的是() A物块和长木板相对静止一起加速运动 B物块和长木板之间的摩擦力为1N C物块运动的加速度大小为m/s2 D拉力F越大,长木板的加速度越大 9(2021江苏常州市第一中学高一期末)如图甲所示,物块A与木板B叠放在粗糙水平面上,其中A的质量为m,B的质量为2m,且B足够长,A与B、B与地面间的动
10、摩擦因数均为。对木板B施加一水平变力F,F随t变化的关系如图乙所示,A与B、B与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是() A在0t1时间内,A、B间的摩擦力为mg B在t1t2时间内,A受到的摩擦力方向水平向左 C在t2时刻,A、B间的摩擦力大小为0.5mg D在t3时刻以后,A、B间的摩擦力大小为mg 题型四:滑块木板模型综合问题 10(2022辽宁抚顺市第六中学高一期末)如图所示,质量为m0=2kg的长木板静止在光滑水平面上,现有一质量m=0.5kg的小滑块(可视为质点)以v0=3m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板,带动木板一起向前滑动。已知滑块与木板间的动摩擦因数=
11、0.2,重力加速度g取10m/s2。求: (1)滑块在木板上滑动过程中,长木板受到的摩擦力大小和方向; (2)滑块在木板上滑动过程中,滑块相对于地面的加速度大小a; (3)若长木板足够长滑块与长木板达到的共同速度大小v。 11(2022黑龙江双鸭山一中高一开学考试)如图所示,质量M=4kg的木板长L=1.44m,静止在光滑的水平地面上,其水平顶面右端静置一个质量m=1kg的小滑块(可视为质点),小滑块与板间的动摩擦因数=0.4(g取10m/s2)今用水平力F=28N向右拉木板,小滑块将与长木板发生相对滑动。求: (1)小滑块与长木板发生相对滑动时,它们的加速度各为多少? (2)经过多长时间小滑
12、块从长木板上掉下? 12(2022江苏省镇江第一中学高一期中)如图所示,倾斜角为=37的斜面轨道由两种材料拼接而成,其中AB段光滑,且LAB=3m,BC段粗糙,斜面轨道与光滑水平面平滑连接,一质量为M的长木板放在光滑水平面上,木板左段P与斜面轨道最低点C重合,另一大小不让质量为m的滑块由A点静止滑下,在AB段做加速度为6m/s2的匀加速直线运动,在BC段恰好做匀速直线运动,经过C点滑上长木板P端,经过C点前后速度大小保持不变,滑上长木板后滑块做加速度大小为4m/s2的匀减速直线运动,长木板做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动(sin37=0.6,cos37=0.8),求: (1)滑块在BC
13、段做匀速直线运动的速度大小; (2)滑块与BC段斜面轨道间的动摩擦因数的大小; (3)为保证滑块不从长木板的右端Q滑离长木板,则长木板至少多长。 专题强化训练 13(2021湖南邵东创新实验学校高三月考)如图所示,质量都为m的A、B两物块叠放在一起,B受到一水平向左的恒力F,A、B在粗糙的水平地面上保持相对静止并向右做直线运动,且(为B受到的滑动摩擦力),在AB向右运动的过程中,下列关于A、B的说法正确的是() A因AB受力平衡,所以A不受摩擦力BA受摩擦力为 CB的加速度为DB的加速度为 14(2021吉林师范高级中学高一期末)如图所示,质量为的木块在质量为的长木板上受到水平向右的拉力的作用
14、下向右滑行,长木板处于静止状态。已知木块与木板间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为。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 B当时,木板与地面之间发生相对运动 C无论怎样改变的大小,木板都不可能运动 D木块滑过木板的过程中,产生的热量与拉力大小有关 15(2021浙江高一月考)如图所示,质量为M的本板放在水平桌面上,木板上表面有一质量为m的物块,物块与木板,木板与桌面间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力,若要以水平外力F将木板抽出,则力的大小应大于() ABCD 16(2021江苏南京高一月考)如图所示,足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上,质量分别为
15、mA2 kg和mB1 kg的物块A、B放在长木板上,A、B与木板间的动摩擦因数均为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平拉力F拉A,取重力加速度g10 m/s2,在F由0逐渐增大的过程中,下列说法正确的是( ) AA、B受的摩擦力大小不等BA始终与木板相对静止 CB始终与木板相对静止DB的加速度可能为4 m/s2 17(2021全国高一课时练习)质量m030kg、长L1m的木板放在水平面上,木板与水平面的动摩擦因数10.15.将质量m10kg的小木块(可视为质点),以v04m/s的速度从木板的左端水平滑到木板上(如图所示),小木块与木板面的动摩擦因数20.4(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦
16、力,g取10m/s2),则以下判断中正确的是() A木板一定向右滑动,小木块不能滑出木板 B木板一定向右滑动,小木块能滑出木板 C木板一定静止不动,小木块能滑出木板 D木板一定静止不动,小木块不能滑出木板 18(2021重庆一中高一期末)有一足够长木板正在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上。以后木板运动的速度一时间图像如图。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,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2。则() A物块与木板间的动摩擦因数为0.20 B木板与地面间的动摩擦因数为0.30 Ct=ls时刻起物块和木板保持相对静
17、止一起减速运动 Dt=0s时刻起物块相对木板先向后运动再向前运动 19(2021福建三明一中高一开学考试)如图所示,质量M=2.0kg的长木板A静止于水平面上,质量m=1.0kg的小铁块B(可视为质点)静置于长木板最左端。已知小铁块与长木板间的动摩擦因数1=0.4,长木板与水平面间的动摩擦因数2=0.1,现对小铁块施加一个水平向右的拉力F,则(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2)() A当F=2N时,小铁块能与长木板一起运动 B当F=4N时,小铁块在静止的长木板上滑动 C当F=5N时,小铁块与长木板发生相对滑动 D当F从零开始逐渐增大,长木板的加速度也一直增大 20(20
18、22重庆一中高一期中)如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,mA=0.5kg,mB=0.7kg,B的上、下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t=0时刻起,用一水平向右的力F=2t(N)作用在B的物体上,力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,已知t1=3s、t2=5s,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求() A3s后,B开始向右运动BA、B之间的动摩擦因数 C5s后,B向右做匀加速运动DB与水平面间的动摩擦因数 21(2022河南高一月考)如图所示,光滑的水平面上静置质量为M=8kg的平板小车,在小车左端加一个由零逐渐增大的水平推力F,一
19、个大小不计、质量为m=2kg的小物块放在小车右端,小物块与小车间的动摩擦因数=0.2,小车足够长。重力加速度g取10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法中正确的是() A当F增加到4N时,m相对M开始运动 B当F=10N时,M对m有向右的2N的摩擦力 C当F=15N时,M对m有向右的4N的摩擦力 D当F=40N时,m对M有向右的4N的摩擦力 22(2022四川博睿特外国语学校高一月考)如图甲所示,长为3m的木板B静置于光滑水平面上,其中央放置可看作是质点的小滑块A。小滑块A受到水平拉力F作用时,用传感器测出小滑块A的加速度a与拉力F的关系,得到如图乙所示的a-F图象,已知g取10m
20、/s2,则() A小滑块A的质量为3kg B木板B的质量为1kg C当F=6N时,滑块A经s从木板B上滑下 D小滑块A与木板B间动摩擦因数为0.1 二、多选题 23(2021湖南安化一中高一期中)如图所示,A物体的质量为4kg,叠放在置于水平面上的质量为6kg的B物体上,现用一外力F作用于B物体,使两物体保持相对静止,一起沿水平方向做匀加速直线运动。若A与B间、B与地面间的动摩擦因数均为0.2,则力F的大小可以是() A15NB25NC35ND45N 24(2021湖北武汉睿升学校高一月考)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,
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