专题强化练12　“滑块—滑板”模型-2020-2021学年高一物理上学期期末易错专题复习（新教材人教版必修第一册）.docx

1、专题强化练12“滑块滑板”模型一、选择题1.(多选)如图所示,质量为m1的足够长的木板B静止在光滑水平面上,其上放一质量为m2的木块A。从t=0时刻起,给木板施加一水平恒力F,分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小,下列图像中可能符合运动情况的是 ()2.如图所示,在光滑的水平面上叠放着两木块A、B,质量分别是m1和m2,A、B间的动摩擦因数为,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,要是把B从A下面拉出来,则拉力的大小至少满足 () A.F(m1+m2)gB.F(m1-m2)gC.Fm1gD.Fm2g3.(多选)如图甲所示,光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车,质量为M,与平板

2、车上表面等高的平台上有一质量为m的滑块以水平初速度v0向着平板车滑来,从滑块刚滑上平板车开始计时,之后它们的速度随时间变化的图像如图乙所示,t0是滑块在车上运动的时间,以下说法中正确的是 ()A.滑块最终没有滑离平板车B.滑块与平板车的质量相等C.滑块与平板车上表面间的动摩擦因数为v03gt0D.平板车上表面的长度为23v0t0二、计算题4.如图所示,质量M=1 kg的木板A静止在水平地面上,在木板的左端放置一个质量m=1 kg的铁块B(大小可忽略),铁块与木块间的动摩擦因数1=0.3(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),木板长L=1 m,用F=5 N的水平恒力作用在铁块上,g取10 m/s2。(1

3、)若水平地面光滑,计算说明铁块与木板间是否会发生相对滑动;(2)若木板与水平地面间的动摩擦因数2=0.1,求铁块运动到木板右端所用的时间。5.如图所示,一固定于地面的倾角=37的粗糙斜面体足够长,斜面体上有一质量为M=1 kg的木板,t=0时刻另一质量为m=1 kg的木块(可视为质点)以初速度v0=20 m/s从木板下端沿斜面体向上冲上木板,同时给木板施加一个沿斜面体向上的拉力F=14 N,使木板从静止开始运动。当t=2 s时撤去拉力F,已知木板和木块间动摩擦因数1=0.25,木板和斜面体间动摩擦因数2=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=

4、10 m/s2)(1)前2 s内木块和木板的加速度;(2)若要求木块不从木板的上端冲出,木板至少多长。答案全解全析专题强化练12“滑块滑板”模型1.ABD木块A和木板B可能保持相对静止,一起做匀加速直线运动,加速度大小相等,故A正确。木块A可能相对木板B向左滑,即木块A的加速度小于木板B的加速度,都做匀加速直线运动,对于速度图像,其斜率表示加速度,故C错误,B、D正确。2.A要使把B从A下面拉出来,则B要相对于A滑动,所以AB间是滑动摩擦力。对A有aA=m1gm1=g,对B有aB=F-m1gm2,当aBaA时,能够把B从A下面拉出来,则有F-m1gm2g,解得F(m1+m2)g,故选项A正确。

5、3.BCD由图像可知,滑块运动到平板车最右端时,滑块速度大于平板车的速度,所以滑块将离开平板车,故A错误。根据图线知,滑块的加速度大小a1=v0-23v0t0=v03t0,小车的加速度大小a2=v03t0,则滑块与小车的加速度之比为11;对滑块根据牛顿第二定律有:f=ma1,对小车根据牛顿第二定律有:f=Ma2,所以滑块与小车的质量之比mM=11,故B正确。因为滑块的加速度a1=g,又a1=v03t0,所以=v03gt0,故C正确。滑块的位移x1=v0+23v02t0=56v0t0,小车的位移x2=13v02t0=16v0t0,则小车的长度L=56v0t0-16v0t0=23v0t0,故D正确

6、。4.答案(1)见解析(2)2 s解析(1) 铁块与木板间的最大静摩擦力fm=1mg=3 N,假设铁块与木板间不发生相对滑动,对AB整体有:F=5 N=(M+m)a,对A有:f=Ma,得出:f=2.5 N,由于f=2.5 Nfm=3 N,所以铁块与木板间不发生相对滑动。(2)对A有:1mg-2(m+M)g=Ma1,x1=12a1t2对B有:F-1mg=ma2,x2=12a2t2;且x2-x1=L,解得:t=2 s5.答案见解析解析(1)对木块应用牛顿第二定律有:1mg cos +mg sin =ma1,对木板应用牛顿第二定律有:F+1mg cos -Mg sin -2(M+m)g cos =M

7、a2,得出:木块加速度a1=8 m/s2,方向沿斜面向下;木板加速度a2=2 m/s2,方向沿斜面向上。(2)在2 s末,木块速度:v1=v0-a1t=4 m/s,木板速度:v2=a2t=4 m/s撤去F时,木块、木板速度相等,假设木块、木板在力F撤去后先相对静止,则对木块、木板整体有:2(M+m)g cos +(M+m)g sin =(M+m)a,解得a=10 m/s2;当木块受到向下的摩擦力达到最大静摩擦时,加速度最大,有:mg sin +1mg cos =mam,解得am=8 m/s210 m/s2,所以假设不成立。此时,木块加速度为a1=8 m/s2,设木板的加速度为a3,则应用牛顿第二定律有:Mg sin +2(M+m)g cos -1mg cos =Ma3,解得a3=12 m/s2;由于a1f,所以假设成立。则从开始运动到共速,木块相对木板向上的位移x1=v0+v12t-v22t=20 m;从共速到木块速度减为零,木块相对木板向上的位移x2=v122a1-v222a3=13 m;木块速度减为零后时,木块加速度a1=g sin -1g cos =4 m/s2,木板加速度a2=g sin +1g cos -22g cos =0;木块最终会从木板下端滑出,要使木块不从木板上端滑出,木板最小长度L=x1+x2=613 m20.3 m。