高考物理一轮总复习 第三章 牛顿运动定律 专题强化1 板块模型与多过程问题分析训练 新人教版.doc

第三章专题强化一 板块模型与多过程问题分析专题强化训练1(2017河南南阳一中月考)(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(bcd)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a、b之间的最大静摩擦力为fmaxmag2mg，b与地面间的最大静摩擦力为fmax(mamb)gmg，a、b发生相对滑动时的加速度为ag，此时有ffmax(m2m)a，所以当f3mg3ma3mg时，a、b将发生相对滑动；当mgf2mg时，a、b之间不会发生相对滑动，b与地面间会发生相对滑动，a错误；当fmg3mg时，a、b间发生相对滑动，c正确；a对b的最大摩擦力为2mg，无论f为何值，b的加速度最大值为ag，d正确。2(2015课标)一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5 m，如图(a)所示。t0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的vt图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求：(1)木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2；(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。答案：(1)0.10.4(2)6.0m(3)6.5m解析(1)根据图象可以判定碰撞前小物块与木板共同速度为v4m/s碰撞后木板速度水平向左，大小也是v4m/s小物块受到滑动摩擦力而向右做匀减速运动，根据牛顿第二定律有2g解得20.4木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间t1s，位移x4.5m，末速度v4m/s其逆运动则为匀加速直线运动，可得xvtat2代入可得a1m/s2小物块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即1ga可得10.1(2)碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有1(mm)g2mgma1可得a1m/s2对小物块，则有加速度a24m/s2小物块速度先减小到0，此时碰后时间为t11s此时，木板向左的位移为x1vt1a1tm，末速度v1m/s小物块向右位移x2t12m此后，小物块开始向左加速，加速度仍为a24m/s2木板继续减速，加速度仍为a1m/s2假设又经历t2二者速度相等，则有a2t2v1a1t2解得t20.5s此过程，木板位移x3v1t2a1tm，末速度v3v1a1t22m/s小物块位移x4a2tm此后小物块和木板一起匀减速运动二者的相对位移最大为xx1x3x2x46m小物块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6m(3)最后阶段小物块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度a1g1m/s2位移x52m所以木板右端离墙壁最远的距离为x1x3x56.5m3(2015全国课标)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为37(sin37)的山坡c，上面有一质量为m的石板b，其上下表面与斜坡平行；b上有一碎石堆a(含有大量泥土)，a和b均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，a浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，a、b间的动摩擦因数1减小为，b、c间的动摩擦因数2减小为0.5，a、b开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，b的上表面突然变为光滑，2保持不变。已知a开始运动时，a离b下边缘的距离l27m，c足够长。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g10m/s2。求：(1)在02s时间内a和b加速度的大小；(2)a在b上总的运动时间。答案：(1)3m/s21m/s2(2)4s解析(1)在02s内，a和b受力如图所示：由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得：f11n1n1mgcosf22n2n2n1mgcos以沿着斜面向下为正方向，设a和b的加速度分别为a1，a2。由牛顿第二定律可得：mgsinf1ma1mgsinf2f1ma2联立以上各式可得a13m/s2a21m/s2(2)在t12s，设a和b的速度分别为v1，v2，则v1a1t16m/sv2a2t12m/stt1时，设a和b的加速度分别为a1，a2，此时a、b之间摩擦力为零，同理可得：a16m/s2a22m/s2即b做匀减速，设经时间t2，b的速度为零，则：v2a2t20联立可得t21s在t1t2时间内，a相对于b运动的距离为s12m27m此后b静止不动，a继续在b上滑动，设再经时间t3后，a离开b，则有ls(v1a1t2)t3a1t可得，t31s(另一解不合题意，舍去)设a在b上的运动时间为t总。t总t1t2t34s (利用下面的速度图象求解，正确的，参照上述答案参考给分)4(2017湖南郴州质量监测)如图所示，平板小车静止于水平地面上，在其最右端放一可视为质点的小木块，已知木块的质量m1kg，小车的质量m4kg，上表面与木块间的动摩擦因数0.3，地面给小车的阻力与地面所受正压力成正比，比值为0.2。现用向右的水平恒力f30n拉平板小车，该水平恒力f作用时间t12s，g取10m/s2，求：(1)水平恒力f作用过程中，木块和小车的加速度各为多大；(2)水平恒力f撤去后，木块再经过一段时间后恰好停在小车左端，则小车长l为多少；(3)小车从开始运动到最终停下来运动的距离为多少。答案：(1)3m/s2m/s2(2)3m(3)24.6m解析(1)水平恒力f作用的过程中，木块的加速度a1g3m/s2，小车的加速度a2m/s2(2)t12s内，木块的位移x1a1t6m。t12s内，小车的位移x2a2t8.5mt12s末，木块的速度v1a1t16m/s，小车的速度v2a2t18.5m/s水平恒力f撤去后，木块的加速度a1不变小车的加速度a2m/s2，方向向左木块停在小车左端时，木块与小车速度相等，vv1a1t2v2a2t2得t20.4s，v7.2m/s恒力f撤去后，木块的