高考物理二轮复习 热点2 滑块—木板模型学案.doc

热点2 滑块木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