2019高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第25讲动力学中的“滑块——木板”模型加练半小时教科版.docx

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1、1第 25 讲 动力学中的“滑块木板”模型方法点拨 “滑块木板”模型问题中,靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值:am .假设两物体同时由静止一起运动,若整体加速度小于该值,则二者相对静止,二者fmm间是静摩擦力;若整体加速度大于该值,则二者相对滑动,二者间为滑动摩擦力1(多选)(2017四川绵阳第一次段考)如图 1 甲所示,足够长的木板 B 静置于光滑水平面上,其上放置小滑块 A,小滑块 A 受到随时间 t 变化的水平拉力 F 作用时,用传感器测出小滑块 A 的加速度 a,得到如图乙所示的 F a 图像取 g10m/s 2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力则( )图 1A小滑块 A 的质量为 4

2、kgB木板 B 的质量为 5kgC当 F40N 时,木板 B 的加速度为 3m/s2D小滑块 A 与木板 B 间的最大静摩檫力为 12N2如图 2 所示,在光滑水平面上,一个小物块放在静止的小车上,物块和小车间的动摩擦因数 0.2,重力加速度 g10m/s 2.现用水平恒力 F 拉动小车,关于物块的加速度 am和小车的加速度 aM的大小(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),下列选项可能正确的是( )图 2A am2m/s 2, aM1 m/s 2B am1m/s 2, aM2 m/s 2C am2m/s 2, aM4 m/s 2D am3m/s 2, aM5 m/s 23(多选)(2017四川宜宾一

3、诊)如图 3 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 变化的关系图如图乙所示, 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( )2图 3A在 0 t1时间内, A、 B 间的摩擦力为零B在 t1 t2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 0.5mgD在 t3时刻以后, A、 B 间的摩擦力大小为 mg4如图 4 所示,质量为 M1kg 的木板静止在粗糙的水平

4、地面上,木板与地面间的动摩擦因数 10.1,在木板的左端放置一个质量为 m1kg 的小铁块(可视为质点),铁块与木板间的动摩擦因数 20.4,在木板(足够长)的右端施加一个大小从零开始连续增大的水平向左的力 F(图中未画出),下列能正确表示铁块与木板间的摩擦力 f 随力 F 大小变化的图像是(重力加速度 g10m/s 2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图 45(2017安徽省六校联考)如图 5 所示,钢铁构件 A、 B 叠放在卡车的水平底板上,卡车底板和 B 间动摩擦因数为 1, A、 B 间动摩擦因数为 2, 1 2,卡车刹车的最大加速度为 a, a 1g,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦

5、力大小相等卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时,要求其刹车后在 s0距离内能安全停下,则卡车行驶的速度不能超过( )图 5A. B.2as0 2 1gs03C. D.2 2gs0 1 2 gs06(多选)如图 6,质量为 M 的木板放在光滑的水平面上,木板的左端有一质量为 m 的木块,在木块上施加一水平向右的恒力 F,木块和木板由静止开始运动,经时间 t 二者分离则下列哪些变化可使时间 t 增大( )图 6A仅增大木板的质量 MB仅增大木块的质量 mC仅增大恒力 FD仅稍增大木块与木板间的动摩擦因数7(2017江西省第一次联考)如图 7 所示,长木板置于光滑水平地面上,小物块放在长木板的正中间

6、,两物体处于静止状态已知木板的质量为 M4kg,长度为 L2m,物块的质量为 m1kg,尺寸可以忽略物块与木板之间的动摩擦因数为 0.2,认为两物体间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,取重力加速度 g10m/s 2.图 7(1)若在物块上施加一个水平恒力 F1,恰好能使物块在木板上滑动,求力 F1的大小;(2)若在木板上施加一个水平恒力 F2,经过 2s 物块恰好从木板上滑落,求力 F2的大小4答案精析1AD 由题图乙知, F20N 时, A、 B 一起加速运动,对整体,由牛顿第二定律得:F( mA mB)a由题图乙可得 kg10kg,所以 mA mB10kgFa 202当 F20N 时,

7、A、 B 间发生相对滑动,对 A,由牛顿第二定律得 F m Ag mAa,得F m Ag mAa.图像的斜率 k 4,得 mA4kg, mB6kg,故 A 正确,B 错误20 122由 F m Ag mAa 知,图像的纵截距为 m Ag12N当 F40N 时,木板 B 的加速度为 aB m/s22 m/s 2,故 C 错误 mAgmB 126小滑块 A 与木板 B 间的最大静摩檫力为 f m Ag12N,故 D 正确2C 若物块与小车保持相对静止一起运动,设加速度为 a,对系统受力分析,由牛顿第二定律可得: F( M m)a,隔离小物块受力分析,二者间的摩擦力 f 为静摩擦力,且f mg ,由

8、牛顿第二定律可得: f ma,联立可得: am aM a g 2 m/s 2.若物块与小车间发生了相对运动,二者间的摩擦力 f 为滑动摩擦力,且 amaM,隔离小物块受力分析,如图所示,由牛顿第二定律可得: f mg mam,可得: am2m/s 2,选项 C 正确,选项 A、B、D 错误3AD4C 当 F 1(M m)g2N 时, f0;铁块恰好未与木板发生相对滑动时,铁块的加速度 a0 2g, F 1(M m)g( M m)a010N,故当 2N F10N 时,木板、铁块保持相对静止向右做加速运动, F 1(M m)g( M m)a, f ma,解得 f 1(N);当 F10N 时,F2铁

9、块相对木板滑动,此时摩擦力 f 2mg4N,所以 C 正确5C 设 A 的质量为 m,以最大加速度运动时, A 与 B 保持相对静止,由牛顿第二定律得:f1 ma 2mg,解得: a 2g,即 A 的最大加速度: a1 2g同理,可知 B 的最大加速度: a2 1g由于 1 2,则 a1 a2 1g a可知要求其刹车后在 s0距离内能安全停下,则车的最大加速度等于 a1.5所以车的最大速度: vm 2 2gs0故 A、B、D 错误,C 正确6BD7(1)2.5N (2)12N解析 (1)设两物体间的最大静摩擦力为 f,当 F1作用于 m 时,对整体,由牛顿第二定律有:F1( M m)a对 M,由牛顿第二定律有: f Ma小物块竖直方向上受力平衡,所受支持力 N mg,由摩擦力公式有 f N mg联立各式解得: F12.5N(2)两物体发生相对滑动,设 M、 m 的加速度分别为 a1、 a2对 M,由牛顿第二定律得: F2 f Ma1对 m,由牛顿第二定律得: f ma2f mg两物体在时间 t 内位移为x1 a1t212x2 a2t212m 刚滑下 M 时有: x1 x2 L12联立解得: F212N.

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