2021-2022学年高二物理下学期暑假巩固练习6 牛顿运动定律的应用——板块

1、 6 牛顿运动定律的应用板块一、选择题：第13题为单选题，第46题为多选题。1如图a所示，一滑块置于长木板左端，木板放置在水平地面上，已知滑块和木板的质量均为2 kg，现在滑块上施加一个F0.8t (N)的变力，从t0时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图b所示，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是（）A滑块与木板间的动摩擦因数为0.2B木板与水平地面间的动摩擦因数为0.1C图b中，t217.5 sD木板的最大加速度为4 m/s22如图甲所示，长木板静止在光滑的水平面上，小铅块以一定水平速度滑上木板的左端，恰能滑至木板右端与木板相对静止

2、。如图乙所示，将木板分成1和2两部分，其质量分别为m1、m2，紧挨着放在此平面上，再让小铅块以相同的初速度滑上木板1的左端。小铅块运动中所受的摩擦力始终不变。下列判断正确的是()A当m1m2时，小铅块能从木板2的最右端滑出B当m1m2时，小铅块仍能滑到木板2的最右端且速度为零C当m1m2时，小铅块仍能滑到木板2的最右端且刚好相对静止D无论m1与m2之间是何种关系，小铅块都能滑到木板2上但不能到达最右端3如图所示，a、b两个物体静止叠放在水平桌面上，已知mambm，a、b间的动摩擦因数为，b与地面间的动摩擦因数为eq f(1,4)。已知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

3、向右的拉力F，下列判断正确的是()A若a、b两个物体始终相对静止，则力F不能超过eq f(3,2)mgB当力Fmg时，a、b间的摩擦力为eq f(3,2)mgC无论力F为何值，b的加速度不会超过eq f(3,4)gD当力Fmg时，b相对a滑动4如图甲所示，一质量为M的足够长木板A放置在水平地面上，其上放置一质量为m的滑块B，A、B均处于静止状态。从t0开始，给滑块B施加一个水平向右的拉力F，同时用传感器测滑块B的加速度a，力F和加速度a的大小随时间t变化的图像分别如图乙、丙所示。用1、2分别表示木板A与地面、木板A与滑块B间的动摩擦因数，设接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取g

4、10 m/s2。则()A10.1 B20.2 Cm2 kg DM1.5 kg 5质量为m1和m2的甲、乙两本书叠放在水平桌面上。已知甲、乙间动摩擦因数1，乙书与桌面间动摩擦因数为2。推力F作用在甲书上，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（）A若12，只要F2m1g，甲书就能相对乙书运动B若12，只要F2(m1m2)g，乙书就能运动C若12，只要F1m1g，甲书就能相对乙书运动D若12，只要F2(m1m2)g，乙书仍可能静止不动6某中学两同学玩拉板块的双人游戏，考验两人的默契度。如图所示，一长L0.50 m、质量M0.40 kg的木板靠在光滑竖直墙面上，木板右下方有一质量m0.80

5、kg的小滑块（可视为质点），滑块与木板间的动摩擦因数为0.20，滑块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取gl0 m/s2。一人用水平恒力F1向左作用在滑块上，另一人用竖直向上的恒力F2向上拉动滑块，使滑块从地面由静止开始向上运动()A只要F2足够大，木板一定能上升B若F118 N，F2无论多大都不能使木板上升C若F218 N，为使滑块和木板不发生相对滑动，F1至少为30 ND若F130 N、F220 N，滑块将经过l s时间从木板上方离开木板二、非选择题7质量M4 kg、长2l4 m的木板放在光滑水平地面上，以木板中点为界，左边和右边的动摩擦因数不同。一个质量为m1 kg的滑块(可视为质点

6、)放在木板的左端，如图甲所示。在t0时刻对滑块施加一个水平向右的恒力F，使滑块和木板均由静止开始运动，t12 s时滑块恰好到达木板中点，滑块运动的x1t图象如图乙所示。取g10 m/s2。(1)求滑块与木板左边的动摩擦因数1和恒力F的大小；(2)若滑块与木板右边的动摩擦因数20.1，2 s末撤去恒力F，则滑块能否从木板上滑落下来？若能，求分离时滑块的速度大小。若不能，则滑块将停在离木板右端多远处？8质量M25 kg的小孩的鞋子与水平地面间动摩擦因数10.55，一个质量m30 kg的平板车，左端有固定立柱，车长为1.3 m，与水平地面之间的动摩擦因数20.5。小孩可以推或拉使平板车运动，也可以在

7、平板车上跑动使平板车运动。（本试题中滑动摩擦因数与最大静摩擦因数相等，sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2）(1)若小孩用水平向右的力推平板车，能否推动？(2)若小孩用与水平方向成37的斜向上的力去拉平板车，使平板车以a10.5 m/s2的加速度向左前进，所需要提供的拉力是多少？可以实现吗？(3)若小孩站在平板车上，小孩的鞋子与平板车上表面之间的动摩擦因数10.5，从右端开始以加速度a22 m/s2向左匀加速跑动x21.21 m时，跑到最左端立即抱住立柱，小孩与平板车一起运动，问小孩与平板车能一起运动多少距离停下来？9如图所示，在一足够长的倾角为的斜面上，一质量为2m，厚度

8、不计的薄木板B上表面光滑，该木板恰好能静止在斜面上。(1)现将一质量为m的可视为质点的滑块A轻放在木板B的上表面上，若在轻放A同时对B施加一个沿斜面向下的恒力F，为保证A不从B左侧滑落，求恒力F的大小范围；(2)现给木板B一沿斜面向下的初速度v0，在木板B获得速度同时将质量为m的滑块A轻放在木板B的上表面上，发现滑块A恰好未能从木板B的右侧滑落，求A轻放在B上表面时距B右侧端点的距离；(3)在(2)问前提下，若木板B的长度，滑块A与斜面间滑动摩擦系数2tan ，求最终A距B左侧端点距离。答案与解析1【答案】C【解析】由题意可知，时刻之后，滑块与木板间有相对滑动，滑块受到的滑动摩擦力不随F而变化

9、，可得，解得滑块与木板间的动摩擦因数，A错误；结合图b可知，时间内，滑块与木板均静止，时间内，滑块与木板仍相对静止，木板在地面滑行，可知时刻木板与地面间达到最大静摩擦力，可得，解得木板与地面间的动摩擦因数，B错误；时刻，滑块与木板恰好发生相对滑动，由牛顿第二定律对滑块、木板分别可得，其中，联立解得，之后木板的加速度保持不变，故木板的最大加速度为，C正确，D错误。2【答案】D【解析】木板整体时铅块滑到木板最右端才与木板相对静止，而当将木板分成两块，铅块滑到第二块时，两块木板将分离，分离之后前一段木板匀速运动，铅块和后一段木板相互作用，此时木板的质量比原木板质量减少，铅块给木板的摩擦力不变，因此根

10、据牛顿第二定律可知，此时后一段木板的加速度要比整体时大，铅块的加速度不变，这样达到共同速度时所用时间短，因此最后在铅块滑到木板的最右端之前与板保持相对静止，与m1、m2的大小无关。3【答案】A【解析】a、b之间的最大静摩擦力fmaxmg，b与地面间的最大静摩擦力fmaxeq f(1,4)(mm)geq f(1,2)mg；a、b相对地面一起运动，刚好不发生相对滑动时，由牛顿第二定律，对b有mgeq f(1,2)mgma0，得a0eq f(1,2)g；对整体有F0eq f(1,2)mg2ma0，得F0eq f(3,2)mg，所以若a、b两个物体始终相对静止，则力F不能超过eq f(3,2)mg，当

11、力Feq f(3,2)mg时，b相对a滑动，故A正确，D错误；当力Fmg时，a、b一起加速运动，加速度a1eq f(mgf(1,2)mg,2m)eq f(1,4)g，对a根据牛顿第二定律可得Ff1ma1，解得a、b间的摩擦力f1eq f(3,4)mg，故B错误；根据A选项的分析可知，无论力F为何值，b的加速度不会超过eq f(1,2)g，故C错误。4【答案】AD【解析】由图乙、丙可知，在2s4s内F的变化率与4s6s的变化率相同，而在2s4s内加速度a的变化率小于4s6s内加速度a的变化率，根据牛顿第二定律，可判断知，2s4s内，M与m一起加速，4s6s内为m自己加速，则由图乙、丙知在2s时刻

12、，则，在2s4s，代入图乙、丙中对应数据求得，在4s6s，代入图乙、丙对应数据求得，所以，在4s时刻，由求得，故AD正确，BC错误。5【答案】AD【解析】对甲乙受力分析知，甲乙受到的最大静摩擦分别为、，则若时，满足，则无论外力F多大，乙书都不能运动，又因为，则甲书能相对乙书运动，故A正确，B错误；若，则当时，甲书能相对乙书运动，应该满足，即，即，故当时，甲书不一定能相对乙书运动，故C错误；若，当时， 无论F多大，乙书都静止不动，故时乙书仍可能静止不动，故D正确。6【答案】BC【解析】木板能否上升是由木板所受的摩擦力决定的，木板刚要上升，根据平衡条件可得F1Mg，解得F120 N，若F1小于20

13、 N，无论F2多大，木板都不会上升，故A错误，B正确；对滑块和木板整体利用牛顿第二定律，有F2(mM)g(mM)a，代入数据解得a5 m/s2，对木板由牛顿第二定律，有fMgMaM，代入数据得f6 N，不能发生相对滑动有F1f，代入数据可得F130 N，故C正确；假设滑块和木板之间为滑动摩擦力，对滑块利用牛顿第二定律，有F2F1mgmam，代入数据解得am7.5m/s2，对木板利用牛顿第二定律，有F1MgMaM，代入数据解得aM5 m/s2，此时amaM，设经过时间为t，滑块上升的高度为xm，有xmeq f(1,2)amt2，木板上升的高度为xM，有xMeq f(1,2)aMt2，滑块从木板上

14、端离开木板有xmxML，联立并代入数据解得，故D错误。7【解析】(1)滑块和木板均做初速度为零的匀加速直线运动，设滑块的加速度大小为a1，木板的加速度大小为a2，则t12 s时木板的位移x2eq f(1,2)a2teq oal(2,1)滑块的位移x14 m由牛顿第二定律得a2eq f(1mg,M)由位移关系得x1x2l联立式解得10.4滑块位移x1eq f(1,2)a1teq oal(2,1)恒力Fma11mg联立式解得F6 N。(2)设滑块到达木板中点时，滑块的速度为v1，木板的速度为v2，滑块滑过中点后做匀减速运动，木板继续做匀加速运动，此时滑块和木板的加速度大小分别为a1eq f(2mg

15、,m)2g，a2eq f(2mg,M)设滑块与木板从t1时刻开始到速度相等时的运动时间为t2，则v2a2t1，v1a1t1，v1a1t2v2a2t2解得t21.6 s在此时间内，滑块位移x1v1t2eq f(1,2)a1teq oal(2,2)木板的位移x2v2t2eq f(1,2)a2teq oal(2,2)xx1x2联立解得x1.6 m2 m因此滑块没有从木板上滑落，滑块与木板相对静止时距木板右端的距离为dlx0.4 m。8【解析】(1)小孩可提供水平方向的最大推力为要推动车子需要克服的最大静摩擦力为故不能推动。(2)小孩用与水平方向成的斜向上的力F去拉平板车，对平板车代入数据得小孩所需的静摩擦力小孩能取得的最大静摩擦力所以能够实现。(3)小孩在车上跑动时需要的摩擦力，故小车不运动跑动时的速度为抱住立柱一起运动时得一起运动的加速度小孩与平板车能一起运动停下来的距离为。9【解析】(1)因木板B上表面光滑，滑块A在B上时始终只受重力与支持力，根据牛顿第二定律可得A的加速度为滑块做匀加速直线运动，因木板B开始时为匀速下滑，根据平衡条件可得B与斜面摩擦系数为保证A