2019高考物理一輪復習 第三章 牛頓運動定律 第25講 動力學中的“滑塊——木板”模型加練半小時 教科版.docx
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第25講 動力學中的“滑塊——木板”模型 [方法點撥] “滑塊—木板”模型問題中，靠摩擦力帶動的那個物體的加速度有最大值：am＝.假設兩物體同時由靜止一起運動，若整體加速度小于該值，則二者相對靜止，二者間是靜摩擦力；若整體加速度大于該值，則二者相對滑動，二者間為滑動摩擦力． 1．(多選)(2017四川綿陽第一次段考)如圖1甲所示，足夠長的木板B靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊A，小滑塊A受到隨時間t變化的水平拉力F作用時，用傳感器測出小滑塊A的加速度a，得到如圖乙所示的F－a圖像．取g＝10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．則( ) 圖1 A．小滑塊A的質(zhì)量為4kg B．木板B的質(zhì)量為5kg C．當F＝40N時，木板B的加速度為3m/s2 D．小滑塊A與木板B間的最大靜摩檫力為12N 2．如圖2所示，在光滑水平面上，一個小物塊放在靜止的小車上，物塊和小車間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，重力加速度g＝10m/s2.現(xiàn)用水平恒力F拉動小車，關(guān)于物塊的加速度am和小車的加速度aM的大小(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，下列選項可能正確的是( ) 圖2 A．a(chǎn)m＝2m/s2，aM＝1 m/s2 B．a(chǎn)m＝1m/s2，aM＝2 m/s2 C．a(chǎn)m＝2m/s2，aM＝4 m/s2 D．a(chǎn)m＝3m/s2，aM＝5 m/s2 3．(多選)(2017四川宜賓一診)如圖3甲所示，物塊A與木板B疊放在粗糙水平面上，其中A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m，且B足夠長，A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ.對木板B施加一水平變力F，F(xiàn)隨t變化的關(guān)系圖如圖乙所示，A與B、B與地面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．下列說法正確的是( ) 圖3 A．在0～t1時間內(nèi)，A、B間的摩擦力為零 B．在t1～t2時間內(nèi)，A受到的摩擦力方向水平向左 C．在t2時刻，A、B間的摩擦力大小為0.5μmg D．在t3時刻以后，A、B間的摩擦力大小為μmg 4．如圖4所示，質(zhì)量為M＝1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.1，在木板的左端放置一個質(zhì)量為m＝1kg的小鐵塊(可視為質(zhì)點)，鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.4，在木板(足夠長)的右端施加一個大小從零開始連續(xù)增大的水平向左的力F(圖中未畫出)，下列能正確表示鐵塊與木板間的摩擦力f隨力F大小變化的圖像是(重力加速度g＝10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)( ) 圖4 5．(2017安徽省六校聯(lián)考)如圖5所示，鋼鐵構(gòu)件A、B疊放在卡車的水平底板上，卡車底板和B間動摩擦因數(shù)為μ1，A、B間動摩擦因數(shù)為μ2，μ1＞μ2，卡車剎車的最大加速度為a，a＞μ1g，可以認為最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等．卡車沿平直公路行駛途中遇到緊急情況時，要求其剎車后在s0距離內(nèi)能安全停下，則卡車行駛的速度不能超過( ) 圖5 A. B. C. D. 6．(多選)如圖6，質(zhì)量為M的木板放在光滑的水平面上，木板的左端有一質(zhì)量為m的木塊，在木塊上施加一水平向右的恒力F，木塊和木板由靜止開始運動，經(jīng)時間t二者分離．則下列哪些變化可使時間t增大( ) 圖6 A．僅增大木板的質(zhì)量M B．僅增大木塊的質(zhì)量m C．僅增大恒力F D．僅稍增大木塊與木板間的動摩擦因數(shù) 7．(2017江西省第一次聯(lián)考)如圖7所示，長木板置于光滑水平地面上，小物塊放在長木板的正中間，兩物體處于靜止狀態(tài)．已知木板的質(zhì)量為M＝4kg，長度為L＝2m，物塊的質(zhì)量為m＝1kg，尺寸可以忽略．物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，認為兩物體間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小相等，取重力加速度g＝10m/s2. 圖7 (1)若在物塊上施加一個水平恒力F1，恰好能使物塊在木板上滑動，求力F1的大??； (2)若在木板上施加一個水平恒力F2，經(jīng)過2s物塊恰好從木板上滑落，求力F2的大?。? 答案精析 1．AD [由題圖乙知，F(xiàn)＜20N時，A、B一起加速運動，對整體，由牛頓第二定律得：F＝(mA＋mB)a 由題圖乙可得＝kg＝10kg，所以mA＋mB＝10kg 當F＞20N時，A、B間發(fā)生相對滑動，對A，由牛頓第二定律得F－μmAg＝mAa，得F＝μmAg＋mAa.圖像的斜率k＝＝4，得mA＝4kg，mB＝6kg，故A正確，B錯誤． 由F＝μmAg＋mAa知，圖像的縱截距為μmAg＝12N 當F＝40N時，木板B的加速度為aB＝＝m/s2＝2 m/s2，故C錯誤． 小滑塊A與木板B間的最大靜摩檫力為f＝μmAg＝12N，故D正確．] 2．C [若物塊與小車保持相對靜止一起運動，設加速度為a，對系統(tǒng)受力分析，由牛頓第二定律可得：F＝(M＋m)a，隔離小物塊受力分析，二者間的摩擦力f為靜摩擦力，且f≤μmg，由牛頓第二定律可得：f＝ma，聯(lián)立可得：am＝aM＝a≤μg＝2 m/s2.若物塊與小車間發(fā)生了相對運動，二者間的摩擦力f為滑動摩擦力，且am下載提示(請認真閱讀)
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