教科版高中物理必修第一冊專題強(qiáng)化練9動力學(xué)“板塊”模型含答案

專題強(qiáng)化練9動力學(xué)“板塊”模型1.(2024山西呂梁期末)如圖所示,A、B兩物塊疊放在水平地面上,質(zhì)量分別為mA=1kg,mB=2kg,用水平向右的拉力F作用在B上,A、B間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則()A.如果A、B靜止,則A受到的摩擦力向右B.如果A、B靜止,則B共受到4個作用力C.如果A、B一起向右做勻加速直線運(yùn)動,B受到A的摩擦力水平向右D.如果地面光滑,A、B一起向右做勻加速直線運(yùn)動,F不能超過6N2.(多選題)(2023河南商丘期末)如圖所示,一足夠長的木板靜止在粗糙的水平面上,t=0時刻滑塊從板的左端以速度v0水平向右滑行,木板與滑塊間存在摩擦,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力?；瑝K的v-t圖像可能是()3.(2023陜西渭南咸林中學(xué)月考)如圖甲所示,質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平面上,一個質(zhì)量為m的滑塊以初速度v0從木板的左端滑上木板,滑塊和木板的水平速度隨時間變化的圖像如圖乙所示,某同學(xué)根據(jù)圖像得出如下一些結(jié)論,正確的是()A.滑塊和木板始終存在相對運(yùn)動B.滑塊始終未離開木板C.滑塊的質(zhì)量小于木板的質(zhì)量D.木板的長度為v4.(多選題)(2023四川南充東辰學(xué)校期末)如圖甲所示,物塊A與木板B靜止并疊放在水平地面上,A、B間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,地面光滑?，F(xiàn)對A施加水平向右的大小不同的拉力F,測得B的加速度a與力F的關(guān)系圖像如圖乙所示,取g=10m/s2,則()A.當(dāng)F<24N時,A、B間的摩擦力保持不變B.當(dāng)F>24N時,A、B間的摩擦力保持不變C.A的質(zhì)量為4kgD.A的質(zhì)量為2kg5.(2024北京海淀期末)兩位同學(xué)在用如圖所示的裝置做實(shí)驗(yàn)。他們先將薄紙板B放在水平桌面上,再在紙板上放一個小物體A,一位同學(xué)對紙板施加恒定的水平向右的拉力將其從小物體底下抽出。可認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,各接觸面間的動摩擦因數(shù)都相同,桌面足夠長,忽略空氣阻力的影響。(1)甲同學(xué)對紙板施加了恒定的水平向右的拉力,發(fā)現(xiàn)小物體與紙板一起運(yùn)動,并沒有將紙板從小物體底下抽出。已知小物體的質(zhì)量mA=0.4kg,紙板的質(zhì)量mB=0.1kg,各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2,取重力加速度g=10m/s2。①求桌面對紙板B的摩擦力的大小;②甲同學(xué)至少需要施加多大的拉力F才能將紙板從小物體底下抽出?(2)做完實(shí)驗(yàn)后,為了更容易抽出紙板B(即施加在紙板B上的拉力更小),兩位同學(xué)對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了一些討論:甲同學(xué)認(rèn)為,物體A的質(zhì)量越大,其越難隨紙板一起運(yùn)動,所以更容易抽出紙板;乙同學(xué)認(rèn)為,物體A的質(zhì)量越小,紙板B所受的摩擦力越小,所以更容易抽出紙板。請判斷哪位同學(xué)的結(jié)論正確,并說明理由。6.(2024山東濱州期末)如圖,水平傳送帶順時針轉(zhuǎn)動,小車上固定一薄板CD,薄板與傳送帶等高,薄板左端點(diǎn)C與傳送帶右側(cè)最高點(diǎn)B恰好接觸,方便物塊順利滑上小車。傳送帶始終保持v=2m/s的恒定速率運(yùn)行,物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2,物塊與薄板之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.3,其他摩擦均不計(jì)。傳送帶A、B兩端間距L1=2m,物塊質(zhì)量m=1kg,小車與薄板總質(zhì)量M=5kg。在傳送帶A點(diǎn)無初速釋放物塊,通過傳送帶傳送至C點(diǎn),恰好沒有在小車上滑落。重力加速度g取10m/s2(計(jì)算結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示)。求:(1)物塊在傳送帶上滑動時的加速度大小a1;(2)物塊滑上薄板C點(diǎn)時的速度大小vC;(3)薄板CD的長度L2。7.如圖所示,可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊放在長木板的正中央,長木板置于光滑水平面上,兩物體皆靜止。已知長木板質(zhì)量為M=4.0kg,長度為L=3.0m,小物塊質(zhì)量為m=1.0kg,小物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2;兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小,重力加速度g=10m/s2,試求:(1)用水平向右的恒力F作用于小物塊,當(dāng)F滿足什么條件時,兩物體才能發(fā)生相對滑動?(2)若一開始就用水平向右5.5N的恒力作用于小物塊,則小物塊經(jīng)過多長時間從長木板上掉下?

答案與分層梯度式解析專題強(qiáng)化練9動力學(xué)“板塊”模型1.D2.AC3.B4.BC1.D以A為研究對象,在豎直方向受到重力、B的支持力,力F作用后,若A、B靜止,由平衡條件可知,A在水平方向合力為0,A與B之間無摩擦力,選項(xiàng)A錯誤;以B為研究對象,在豎直方向受到重力、地面的支持力、A對B的壓力,在水平方向上受到拉力F和地面對B的摩擦力,共5個力,選項(xiàng)B錯誤;如果A、B一起向右做勻加速直線運(yùn)動,則A受B向右的摩擦力,由牛頓第三定律可知,B受到A的摩擦力方向水平向左,選項(xiàng)C錯誤;如果地面光滑,A、B恰好一起向右做勻加速直線運(yùn)動,對A由牛頓第二定律有Ff=μmAg=mAa,對整體,由牛頓第二定律有F=(mA+mB)a,解得F=6N,即A、B一起向右做勻加速直線運(yùn)動時,F不能超過6N,選項(xiàng)D正確。方法技巧 疊加體系統(tǒng)臨界問題的求解思路2.AC滑塊滑上木板,受到木板對滑塊向左的滑動摩擦力,做勻減速運(yùn)動,若滑塊對木板的摩擦力大于地面對木板的摩擦力,則木板做勻加速直線運(yùn)動,當(dāng)兩者速度相等時,一起做勻減速運(yùn)動。設(shè)滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2,滑塊的質(zhì)量為m,木板的質(zhì)量為M,知木板若滑動,則μ1mg>μ2(M+m)g,最后滑塊與木板一起做勻減速運(yùn)動,加速度a'=μ2g,開始時滑塊做勻減速運(yùn)動的加速度大小為a=μ1g>μ2g,知v-t圖線的斜率變小,故C正確,D錯誤;若μ1mg<μ2(M+m)g,則木板不動,滑塊一直做勻減速運(yùn)動,故A正確;由于木板與地面間有摩擦力,最終滑塊和木板不可能一起做勻速直線運(yùn)動,故B錯誤。方法總結(jié)板塊模型的三個基本關(guān)系加速度關(guān)系滑塊與木板保持相對靜止,可以用“整體法”求出它們一起運(yùn)動的加速度如果滑塊與木板之間發(fā)生相對運(yùn)動,應(yīng)采用“隔離法”分別求出滑塊與木板運(yùn)動的加速度。應(yīng)注意發(fā)掘滑塊與木板是否發(fā)生相對運(yùn)動的隱含條件速度關(guān)系滑塊與木板保持相對靜止時,二者速度相同,分析清楚此時的摩擦力作用情況滑塊與木板之間發(fā)生相對運(yùn)動時,二者速度不相同,明確滑塊與木板的速度關(guān)系,從而確定滑塊與木板受到的摩擦力情況。應(yīng)注意摩擦力發(fā)生突變的情況位移關(guān)系滑塊和木板向同一方向運(yùn)動時,它們的相對滑行距離等于它們的位移之差滑塊和木板向相反方向運(yùn)動時,它們的相對滑行距離等于它們的位移之和3.B由題意知,滑塊在摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動,木板在摩擦力作用下做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動,最終兩者共速,一起運(yùn)動,故A錯誤;由題圖乙可知,最終滑塊與木板速度相等,它們相對靜止,滑塊沒有滑離木板,故B正確;由于滑塊、木板間的摩擦力分別使滑塊、木板產(chǎn)生加速度,所以滿足mam=MaM,由v-t圖像知,在t1時間內(nèi)勻減速運(yùn)動的加速度小于勻加速運(yùn)動的加速度,即am<aM,所以可知m>M,即滑塊的質(zhì)量大于木板的質(zhì)量,故C錯誤;滑塊與木板相對靜止時,兩者間的位移差x=v0t12,4.BC當(dāng)A與B間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力后,A與B之間會發(fā)生相對滑動,由題圖可知,B的最大加速度為4m/s2;當(dāng)F<24N時,A和B保持相對靜止,A與B間的摩擦力為靜摩擦力,靜摩擦力為B提供加速度,所以F<24N時,加速度增加,A、B間的摩擦力增加,選項(xiàng)A錯誤。拉力F>24N時,A與B之間發(fā)生相對滑動,A與B間的摩擦力為滑動摩擦力,且f=μmAg,所以A、B間的摩擦力保持不變,選項(xiàng)B正確。根據(jù)牛頓第二定律,對B有aB=μmAgmB=4m/s2,對A有aA=F-μmAgmA=4m/s5.答案(1)①1N②見解析(2)乙同學(xué),見解析解析(1)①桌面對紙板B的摩擦力的大小為f=μ(mA+mB)g=1N;②在力F作用下,紙板和小物體一起加速運(yùn)動,隨著力F增大,加速度增大,而小物體受到的加速度由紙板對小物體的靜摩擦力提供,當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時,恰好發(fā)生相對滑動。此時對整體分析,根據(jù)牛頓第二定律有F-f=(mA+mB)a對A分析,根據(jù)牛頓第二定律有fBA=μmAg=mAa解得F=2N則甲同學(xué)至少需要施加2N以上的拉力,才能將紙板從小物體底下抽出。(2)對A分析,根據(jù)牛頓第二定律有fBA=μmAg=mAaA對B分析,根據(jù)牛頓第二定律有F-f-fAB=mBaB其中f=μ(mA+mB)gfAB=μmAg紙板要能被抽出,則B的加速度aB要大于A的加速度aA,而aA=μg,則有aB=F-2μmAgmB-μg>μg,由上式可知物體A的質(zhì)量越小,紙板B所受的摩擦力f與fAB6.答案(1)2m/s2(2)2m/s(3)59解析(1)對物塊進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律有μ1mg=ma1解得a1=2m/s2(2)物塊在傳送帶上做勻加速運(yùn)動過程中,當(dāng)加速至v時物塊的位移x=v22a之后物塊與傳送帶保持相對靜止向右做勻速直線運(yùn)動,即物塊滑上薄板C點(diǎn)時的速度大小為2m/s。(3)物塊剛滑上小車時,對物塊,根據(jù)牛頓第二定律有μ2mg=ma2解得a2=3m/s2對小車進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律有μ2mg=Ma3解得a3=0.6m/s2根據(jù)題意可知,物塊滑至D點(diǎn)恰好與小車共速,則有v共=v-a2t=a3t解得t=59則物塊滑離傳送帶后到與小車共速的位移大小x1=vt-12a2t物塊滑至D點(diǎn)時小車的位移大小x2=12a3t則薄板CD的長度L2=x1-x2解得L2=597.答案(1)F>2.5N(2)1s解析(1)兩物體恰要發(fā)生相對滑動時,它們之間的摩擦力大小達(dá)到最大靜摩擦力fm,設(shè)它們一起運(yùn)動的加速度大小為a1,此時作用于小物塊水平向右的恒力大小為F1,由牛頓第二定律可知對整體分析F1=(M+m)a1對木板分析fm=Ma1其中fm=μmg聯(lián)立解得F1=2.5N故當(dāng)F>2.5N時,兩物體之間發(fā)生相對滑動。(2)分析可知,當(dāng)