高考物理二轮复习 题型限时专练2 滑块—模板模型

题型限时专练2 滑块模板模型热点跟踪专练1(多选)如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F，则()A当F3mg时，A相对B滑动D无论F为何值，B的加速度不会超过g解析当0Fmg时，A、B皆静止；当mg3mg时，A相对B向右做加速运动，B相对地面也向右加速，选项A错误，选项C正确当Fmg时，A与B共同的加速度ag，选项B正确F较大时，取物块B为研究对象，物块B的加速度最大为a2g，选项D正确答案BCD2(2017江西模拟)如图所示，在水平地面上叠放着质量均为M的A、B两块木板，在木板A的上方放着一个质量为m的物块C，木板和物块均处于静止状态A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数都为.若用水平恒力F向右拉动木板A，使之从B、C之间抽出来，已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力则拉力F的大小应该满足的条件是()AF(2mM)g BF(m2M)gCF2mg DF2(mM)g解析要使A能从B、C间抽出来，则A要相对于B、C都滑动，所以A、C间与A、B间都是滑动摩擦力，对A有aA，对C有aC，B受到A对B的水平向右的滑动摩擦力(Mm)g和地面对B的摩擦力f，由于f(2Mm)g，所以A刚要从B、C间抽出时，B静止不动，即aAaC时，A能从B、C间抽出，得F2(Mm)g，D对答案D3(2017广州模拟)如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为F0；质量为m和2m的木块间的最大静摩擦力为F0.现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块一起加速运动，下列说法正确的是()A质量为2m的木块受到四个力的作用B当F逐渐增大到F0时，轻绳刚好被拉断C在轻绳未被拉断前，当F逐渐增大时，轻绳上的拉力也随之增大，并且大小总等于F大小的一半D在轻绳被拉断之前，质量为m和2m的木块间已经发生相对滑动解析质量为2m的木块受到5个力的作用，重力、拉力、压力、支持力和摩擦力，则选项A错误；对三者整体，应用牛顿第二定律有F6ma，对质量为m和2m的木块整体，同理有，轻绳拉力T3ma，隔离质量为m的木块，有fma，可知在轻绳未被拉断前，当F逐渐增大时，轻绳上的拉力也随之增大，并且大小总等于F大小的一半，则选项C正确；当F逐渐增大到F0时，轻绳拉力T，轻绳没有达到最大拉力不会被拉断，则选项B错误；当T逐渐增大到F0时，f，质量为m和2m的木块间的摩擦力没有达到最大静摩擦力F0，故在轻绳被拉断之前，质量为m和2m的木块间不会发生相对滑动，选项D错误答案C4(多选)(2017云南昆明质检)如图甲所示，质量mA1 kg，mB2 kg的A、B两物块叠放在一起静止于粗糙水平地面上t0时刻，一水平恒力F作用在物块B上，t1 s时刻，撤去F，B物块运动的速度时间图象如图乙所示，若整个过程中A、B始终保持相对静止，则()A物块B与地面间的动摩擦因数为0.2B13 s内物块A不受摩擦力作用C01 s内物块B对A的摩擦力大小为4 ND水平恒力的大小为12 N解析在vt图象中图线的斜率大小等于物块运动的加速度大小，则a14 m/s2，a22 m/s2，对两物块受力分析，由牛顿第二定律可得：F(mAmB)g(mAmB)a1，(mAmB)g(mAmB)a2，解得：0.2，F18 N，选项A正确，选项D错误；13 s内两物块一起运动，物块A也具有水平向左的加速度，对其受力分析，可知：B对A施加了水平向左的静摩擦力，选项B错误；同理在01 s内物块A也具有水平向右的加速度，对其受力分析，可知：B对A施加了水平向右的静摩擦力，由牛顿第二定律可得：fmAa14 N，选项C正确答案AC5(多选)(2017云南昆明质检)将A、B两物块叠放在一起放到固定斜面上，物块B与斜面之间的动摩擦因数为1，物块A、B之间的动摩擦因数为2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是()A若10，则物体A、B一定不会发生相对滑动B若10，则物体A、B一定会发生相对滑动C若12，则物体A、B一定会发生相对滑动D若12，则物体A、B一定不会发生相对滑动解析若物块B与斜面之间的动摩擦因数10，则A、B一起沿斜面以共同的加速度下滑，一定不会发生相对滑动，选项A正确，B错误；若12，A、B一起沿斜面以共同的加速度下滑，一定不会发生相对滑动，选项C错误，D正确答案AD6(多选)(2017河南开封一模)如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为f.现用一水平恒力F作用在滑块上，当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s.下列说法正确的是()A上述过程中，滑块克服摩擦力做的功为f(Ls)B其他条件不变的情况下，M越大，s越小C其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达木板右端所用时间越长D其他条件不变的情况下，F越大，滑块与木板间产生的热量越多解析由功的定义式可知，滑动摩擦力对滑块做功Wf(Ls)，所以滑块克服摩擦力做功为f(Ls)，A项正确；分别对滑块和木板受力分析，由牛顿第二定律，有Ffma1，fMa2，两物体均做初速度为零的匀加速直线运动，且a1a2，速度图象如图所示阴影面积表示滑块相对木板的最大位移，即木板的长度M越大，木板的速度图线斜率越小，滑块速度图线斜率不变，相对位移一定，故滑块到达木板右端所用时间越短，木板的位移s越小，B项正确；F越大，滑块的速度图线斜率越大，木板的速度图线斜率不变，相对位移一定，由图可知滑块到达木板右端时间越短，C项错误；滑块与木板之间因摩擦产生的热量QfL，与其他因素无关，D项错误答案AB7(2017郑州质检(二)如图所示，长木板B的质量为m21.0 kg，静止放在粗糙的水平地面上，质量为m31.0 kg的物块C(可视为质点)放在长木板的最右端一个质量为m10.5 kg的物块A从距离长木板B左侧l9.5 m处，以速度v010 m/s向着长木板运动一段时间后物块A与长木板B发生弹性正碰(时间极短)，之后三者发生相对运动，整个过程物块C始终在长木板上已知物块A及长木板与地面间的动摩擦因数均为10.1，物块C与长木板间的动摩擦因数为20.2，物块C与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，求：(1)碰后瞬间物块A和长木板B的速度；(2)长木板B的最小长度和物块A与长木板左侧的最终距离解析(1)设物块A与木板B碰前的速度为v由动能定理得1m1glm1v2m1v解得v9 m/sA与B发生完全弹性碰撞，假设碰撞后瞬间的速度分别为v1、v2，由动量守恒定律得m1vm1v1m2v2由机械能守恒定律得m1v2m1vm2v联立解得v1v3 m/s，v2v6 m/s(2)之后B做减速运动，C做加速运动，B、C达到共同速度之前，由牛顿运动定律对木板B有1(m2m3)g2m3gm2a1对物块C有2m3gm3a2设从碰撞后到两者达到共同速度经历的时间为t，v2a1ta2t木板B的最小长度dv2ta1t2a2t23 mB、C达到共同速度之后，因1a2，故小物块将与木板一起以共同的加速度a2向左做加速运动设木板与挡板P碰撞前瞬间木板与小物块的共同速度大小为v，则有：v22a2L代入数据可解得v2.4 m/s.(2)设木板第一次撞击挡板P后向右运动时，小物块的加速度大小为a3，则由牛顿第二定律可得mgFma3代入数据解得a32 m/s2，故小物块将以a32 m/s2的加速度向左做匀减速直线运动由于木板撞击挡板P时无能量损失，故木板向右运动的初速度大小为v12.4 m/s.由题意可知，此时木板将向右做匀减速直线运动，减速运动的加速度大小为a16 m/s2.由于a1a3，所以当木板的速度减为零时，小物块仍在向左运动设木板第一次撞击挡板P到运动至距挡板最远处所需要的时间为t，小物块距木板右端的距离为x，则有t0.4 s设此段时间内木板向右运动的距离为x1，则有x10.48 m设此段时间内小物块向左运动的距离为x2，则有x2vta3t20.8 mxx1x21.28 m.(3)由题意可知，木板最