精品人教2020年高考物理一轮复习专题16与滑块木板模型相关的功能问题千题精练

1、精品 试卷专题6.16与滑块木板模型相关的功能问题一.选择题1.如图所示，光滑水平面上放着足够长的木板B,木板B上放着木块A, A、B接触面粗糙.现用一水平拉力 F作用在B上，使其由静止开始运动，用 fi代表B对A的摩擦力，f2代表A对B的摩擦力，下列说法正确的有（）F做的功一定等于 A B系统动能的增加量F做的功一定小于 A B系统动能的增加量fi对A做的功等于A动能的增加量f2对B做的功等于B动能的增加量, 国，| 注【参考答案】C【名师解析】对整体分析可知，F做功转化为转化为两个物体的动能及系统的内能3故F做的功一定大于AB系统动能的增加量故AB错误宁由动能定理可知右对A做的功等于A动能

2、的增加量3故C正确5 g对H做负功，由拉力做功的总功等干B动能的增加量；故D错误汗2.如图，木块A放在木板B的左端，A、B间接触面粗糙，用恒力 F将木块A拉到木板B的右端.第一次将 B固定在水平地面上，第二次将 B放在光滑水平地面上，则前后两个过程中相同的量是（）A.物块A运动的加速度B.物块A的运动时间C.力F对物块A做的功D.系统产生的摩擦热一团产【参考答案】AD推荐下载精品 试卷t名师解析】不管木板F是否固定，木块R受到重力、支持力、拉力F和滑动摩3财 山根据牛顿第二定律 有F-f=ma,因酩，可解得a=F/m-利会因此两种情况下的加速度相同，故选项A正确,当木板固定B寸 由近高解得廿栏

3、当木板放在光滑的水平地面上时，由于此对B摩擦力作用，木板B将向右加速 滑动j此E林块从,滑动B右端时，A对地面的位移kL+曲其中与是木板发生的位移，由产解得2T出答一故两种情况下木块且的运动时间不同.选哽B错误。根据归屐知，由于两种情况下木 土夬A位移不同，颉做的功不同，选项C错误.根据摩摭生熟”公式QWL可知,两种情况下滑动摩擦力f 相同，相对位移相同，所以系统产生的热量相同，故D正确.计算题1.(25分)(2018 西昌模拟)如图所示，足够长的斜面与水平面夹角为37 ,斜面上有一质量 M=3 kg的长木板，斜面底端挡板高度与木板厚度相同。m=1 kg的小物块从空中某点以vo=3 m/s水平

4、抛出，抛出同时木板由静止释放，小物块下降h=0.8 m掉在木板前端，碰撞时间极短可忽略不计，碰后瞬间物块垂直斜面分速度立即变为零。碰后两者向下=0.5,木板上表面光滑运动，小物块恰好在木板与挡板碰撞时在挡板处离开木板。已知木板与斜面间动摩擦因数 木板与挡板每次碰撞均无能量损失,g取10 m/s 2,求：(1)碰前瞬间小物块速度大小和方向。(2)木板至少多长小物块才没有从木板后端离开木板。(3)木板从开始运动到最后停在斜面底端的整个过程中通过路程多大。【名师解析】(1)小物块平抛，由动能定理得：1Y 2说mgh= m - m代入数据解得:v t=5 m/s推荐下载精品 试卷5 sin e=%解得

5、：0 =37。，即速度方向与斜面垂直1一产小物块平抛，则:h=2g木板下滑,由牛顿第二定律得：IKgsinCL-Prllgcos CL=Mav=ati解得：a=2 jtl/s,力4 4 s, v=0,8 m/s小物块掉到木板上后速度变为0,然后向下运动，直到与木板速度相同过程小物块:mgsin = =ma木板:Mgsin -科(M+m)gcos = =Ma速度相同时：aiAt=v+a 2At2解得:a 1=6 m/s 2,a2=3 m/s 2, A t=0.15 s1 1Lmin=v A t+ - a?A t2- - a1 A t2=0.06 m(3)小物块平抛过程木板下移：12X1= vt

6、1=0.16 m1 1- 2 27 ty ? &两者相碰到小物块离开：x 2=a1 , =vt 2+工a2 *代入数据解得:t 2=0.3 s,x 2=0.27 m此时木板速度：v 2=v+a2t 2=1 m/s木板与挡板碰后全程生热：1Q=a Mgcosa , s= M推荐下载精品 试卷代入数据解得：s=0.125 m可见木板在斜面上通过路程s 总=xi+X2+s=0.555 m答案:(1)5 m/s方向与斜面垂直(2)0.06 m (3)0.555 m2.(25分)(2018 辽宁师大附中模拟)如图所示，倾角9=30。的光滑斜面底端固定一块垂直于斜面的挡板。将长木板A静置于斜面上，A上放置

7、一小物块 B,初始时A下端与挡板相距 L=4 m,现同时无初速度释放A和B。已知在A停止运动之前B始终没有脱离 A且不会与挡板碰撞,A和B的质量均为 m=1 kg,它们之间的动摩擦因数科=3 ,A或B与挡板每次碰撞损失的动能均为A E=10 J,忽略碰撞时间，重力加速度大小 g取10 m/s 2。求：(1)A第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小V。(结果可以用根式表示)(2)A第一次与挡板碰撞到第二次与挡板碰撞的时间Ato (结果可以用根式表示)(3)B相对于A滑动的可能最短时间t o (结果可以用根式表示)【名师解析】(1)B和A一起沿斜面向下运动，由动能定理得2mgLsin 0 =2(2m)v

8、2 解得:v=2m/s(2)第一次碰后，对 B有:mgsin 0 =(i mgcos。故B匀速下滑 对 A有:mgsin 0 +mgcos 0 =ma 解得:a 1=10 m/s 2,方向始终沿斜面向下1 12设A第1次反弹的速度大小为 vi,由功能关系得：*mv-乙m 1 =A E 2V1A t= 1推荐下载精品 试卷A/5由式得：At= 5 s1 1 TOC o 1-5 h z 2设A第2次反弹的速度大小为va,由功能关系得：2命一22=2ZkE HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 解得：va=0即A与挡板第2次碰后停在底端,B继续匀速下滑,

9、 与挡板碰后B反弹的速度为d，加速度大小为丁， 由功能关系得：2府-2” 2=AE mgsinmscos 0 =ma?由式得B沿A向上做匀减速运动的时间v - S t 2a当B速度为0时，因mgsin 0 =mgcosQ Ffm,B将静止在A上，当A停止运动时，B恰好匀速滑至挡板处，B相对A运3 vH动的时间t短，故:t= At+t 2= 524答案:(1)2 - m/s (2) S s375S s3.（25分）（2018 青岛模拟）如图所示，倾角。=30的足够长的光滑斜面底端A固定有挡板P,斜面上B点与A点的高度差为h,将质量为m,长度为L的木板置于斜面底端，质量也为m的小物块静止在木板上某

10、处 ，整个系统处于静止 2 一一 一 一一，状态。已知木板与物块间的动摩擦因数科=乙，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为go（1）若给木板和物块一沿斜面向上的初速度vo,木板上端恰能到达 B点，求V0大小。推荐下载精品 试卷(2)若对木板施加一沿斜面向上的拉力F0,物块相对木板刚好静止，求拉力F0的大小；(3)若对木板施加沿斜面向上的拉力F=2mg,作用一段时间后撤去拉力,木板下端恰好能到达 B点,物块始终未脱离木板，求拉力F做的功W【名师解析】1对小物块和长木板组成的整体,由机械能守恒定律得2幅(h-LsinQ)解得：v-y/g(2h - L)(2)由牛顿第二定律得：对木板与物块整体

11、：F-2mgsine =2m国对物块：P-nigcos 9 -mgsiriQ3解得:氏二2飕(3)设经拉力F的最短时间为ti,再经时间12物块与木板达到共速，再经时间13木板下端到达B点，速度恰好减为零 由牛顿第二定律得：对木板：F-mgsin 0 -科 mgcos 0 =mamgsin 0 +mgcos 0 =ma对物块：mgcos 0 -mgsin 0 =ma对木板与物块整体:2mgsin 0 =2ma另有:a it i-a 3t 2=a2(t i+t 2)a2(t i+t 2)=a 4t 3111 h 2 2 2 2at +2 ： +2 t _Si!tOai +ait it 2- a3

12、+ a4 =一 /tiW=F ai94解得:W= mgh9答案：(i) 门,2 L (2) mgmgh推荐下载精品 试卷4.（25分）如图所示，AB为半径R=0.8 m的4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M=3 kg,车长L=2.06 m,车上表面距地面的高度h=0.2 m。现有一质量 m=1 kg的小滑块（可看成质点）,由轨道顶端无初速释放，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数科=0.3，当车运行了 1.5 s时，车被地面装置锁定,g取10 m/s 2。求： 滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小。（2）车被锁定时，车右端距轨道B端的距离。（3）滑

13、块落地点离车左端的水平距离。11名师解析（D设滑块到达B端时速度为星由机械能守恒定律得:由牛顿第二定律得:Feef R联立两式/弋入数值解得;F*3nig=30 N.（2）当滑块滑上小车后，由牛顿第二定律得：对渭块有：口喧Fai对小车有：四mg二Maj设经时间t两者达到共同速度，则有:v-a 1t=a 2t解得:t=1 s由于1 s1.5 s,此时小车还未被锁定1滑块位移:s 1=vt-乙at21-2小车位移:s 2= a2t相对位移：A s=si-s 2L滑块没有从小车上掉下，故两者的共同速度：v =a2t=1 m/s,两者一起匀速运动，直到小车被锁定。故车被锁定时，车右端距轨道B端的距离：

14、推荐下载精品 试卷nx= 2 a2t 2+v，t又:t =1.5 s-1 s=0.5 s代入数据解得:x=1 m。(3)对滑块由动能定理得：1 1-mg (L-As)21滑块脱离小车后，在竖直方向有;h=2gt* 2代入数据得,滑块落地点离车左端的水平距离:/t H.16 mo答案:(1)30 N(2)1 m (2)0.16 m5. (15分)如图甲所示，一块长度为 L=4m质量为M=4kg的长木板静止放置在粗糙水平地面上。另有一质量为 n=0.4kg的小铅块(可看做质点)，以 V0=5.5m/s的水平初速度向右冲上木板。已知铅块与木板间的动摩擦因数为 4=0.4 ,木板与地面间的动摩擦因数为 七=0.1 ,重力加速度取g =10m/s2.图甲图乙(1)求铅块最终停在木板上的位置离木板最右端的距离d1 (结果用分数表示)；(2)若将木板平均分割长相同的八个木块，如图乙所示，其它条件不变：求木块开始运动瞬间，铅块的速度大小V1以及此时木块的加速度大小 a；确定铅