高中物理滑塊滑板專題題目精選.doc

(多選)(2017玉溪一中檢測(cè))如圖333所示，A、B兩物體疊放在光滑水平桌面上，輕質(zhì)細(xì)繩一端連接B，另一端繞過(guò)定滑輪連接C物體，已知A和C的質(zhì)量都是1 kg，B的質(zhì)量是2 kg，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.3，其它摩擦不計(jì)。由靜止釋放，C下落一定高度的過(guò)程中(C未落地，B未撞到滑輪)，下列說(shuō)法正確的是圖333AA、B兩物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)BA物體受到的摩擦力大小為2.5 NCB物體的加速度大小是2.5 m/s2D細(xì)繩的拉力大小等于10 N審題探究(1)若A、B間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，如何求A、B間的摩擦力？(2)若求細(xì)繩的拉力，是整體法還是隔離法？解析假設(shè)AB相對(duì)靜止，將ABC看做一個(gè)整體，對(duì)整體有mCg(mAmBmC)a，解得a2.5 m/s2，則A的加速度為a2.5 m/s2，水平方向上B給A的靜摩擦力產(chǎn)生加速度，即有fmAa，即得f2.5 N，而AB間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的最大靜摩擦力為fmmAg3 Nf，故假設(shè)成立，所以AB相對(duì)靜止，A錯(cuò)誤，BC正確；設(shè)繩子的拉力為T，則根據(jù)牛頓第二定律可得T(mAmB)a7.5 N，故D錯(cuò)誤。答案BC1(2017湖北聯(lián)考)如圖339所示，木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m?，F(xiàn)施水平力F拉B(如圖甲)，A、B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)。若改用水平力F拉A(如圖乙)，使A、B也保持相對(duì)靜止，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)，則F不得超過(guò)圖339A2FB.C3F D.解析先用整體法考慮，對(duì)A、B整體：F(m2m)a，木塊A能與B一起共同加速運(yùn)動(dòng)就是靠B對(duì)A的靜摩擦力，將A隔離可得A、B間最大靜摩擦力fmaF/3。若將F作用在A上，此時(shí)B的加速度是由A對(duì)B的靜摩擦力提供，隔離B可得B能與A一起運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的最大加速度af/2m；再用整體法考慮，對(duì)A、B整體F(m2m)aF/2，因而正確選項(xiàng)為B。答案B臨界問(wèn)題2導(dǎo)學(xué)號(hào)：06170198(多選)(2014江蘇單科)如圖3310所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對(duì)A施加一水平拉力F，則下列說(shuō)法正確的是圖3310A當(dāng)F2mg時(shí)，A、B都相對(duì)地面靜止B當(dāng)Fmg時(shí)，A的加速度為gC當(dāng)F3mg時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng)D無(wú)論F為何值，B的加速度不會(huì)超過(guò)g解析A、B間的最大靜摩擦力fAm2mg，B與地面間的最大靜摩擦力為fBmmg。逐漸增大拉力F，當(dāng)Fmg時(shí)，A、B間相對(duì)靜止，B與地面開始相對(duì)滑動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)A、B間剛開始相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，對(duì)物塊A有F2mg2ma，對(duì)物塊B有2mgmgma，聯(lián)立兩式得F3mg，也就是當(dāng)F3mg時(shí)，物塊A、B開始相對(duì)滑動(dòng)，因此Fmg時(shí)，A、B相對(duì)靜止，整體應(yīng)用牛頓第二定律可得此時(shí)的加速度為aAg，故選項(xiàng)B、C正確；物塊A、B間，B與地面間都相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，B的加速度為aBg，此后無(wú)論F為何值，只要A、B間相對(duì)滑動(dòng)，B的加速度就是g，所以B的加速度不會(huì)超過(guò)此值，選項(xiàng)D正確。答案BCD如圖3312甲，質(zhì)量M1 kg的木板靜止在水平面上，質(zhì)量m1 kg、大小可以忽略的鐵塊靜止在木板的右端。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.1，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.4，取g10 m/s2?，F(xiàn)給鐵塊施加一個(gè)水平向左的力F。圖3312(1)若力F恒為8 N，經(jīng)1 s鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端。求木板的長(zhǎng)度L。(2)若力F從零開始逐漸增加，且木板足夠長(zhǎng)。試通過(guò)分析與計(jì)算，在圖乙中作出鐵塊受到的摩擦力f隨力F大小變化的圖象。審題探究(1)鐵塊和木板分別受幾個(gè)力的作用？它們的位移關(guān)系如何？畫出兩物體運(yùn)動(dòng)示意圖。(2)當(dāng)力F多大時(shí)木板相對(duì)地面開始滑動(dòng)？當(dāng)力F多大時(shí)鐵塊相對(duì)木板開始滑動(dòng)？解析(1)對(duì)鐵塊，由牛頓第二定律F2mgma1，對(duì)木板，由牛頓第二定律2mg1(Mm)gMa2，設(shè)木板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，經(jīng)時(shí)間t鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端，則s木a2t2，s鐵a1t2，s鐵s木L，解得L1 m。(2)當(dāng)F1(mM)g2 N時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有被拉動(dòng)，靜摩擦力f與外力F大小相等，即fF。當(dāng)F1(mM)g2 N時(shí)，如果M，m相對(duì)靜止，鐵塊與木板有相同的加速度a，則F1(mM)g(mM)a，F(xiàn)fma，解得F2f2，此時(shí)f2mg4 N，也即F6 N，所以當(dāng)2 NF6 N時(shí)，f1。當(dāng)F6 N時(shí)，M，m相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)鐵塊受到的摩擦力為f2mg4 N，fF圖象如下圖所示。1導(dǎo)學(xué)號(hào)：06170201(多選)(2017山西、河北、河南三省聯(lián)考)如圖3313甲所示，一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板靜置于光滑水平面上，其上放置一質(zhì)量為m的小滑塊。木板受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測(cè)出長(zhǎng)木板的加速度a與水平拉力F的關(guān)系如圖乙所示，取g10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是圖3313A小滑塊的質(zhì)量m2 kgB當(dāng)F8 N時(shí)，滑塊的加速度為1 m/s2C滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1D力隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系一定可以表示為F6t(N)解析當(dāng)F等于6 N時(shí)，加速度a1 m/s2。對(duì)整體受力分析，由牛頓第二定律有F(Mm)a，代入數(shù)據(jù)解得Mm6 kg；當(dāng)F大于6 N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得aF，知圖線的斜率k，解得M2 kg，滑塊的質(zhì)量為m4 kg，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。根據(jù)F大于6 N時(shí)的圖線知，F(xiàn)6 N時(shí)，a1 m/s2，代入數(shù)據(jù)解得0.1，當(dāng)F8 N時(shí)，長(zhǎng)木板的加速度為a2 m/s2。根據(jù)mgma得ag1 m/s2，選項(xiàng)B、C正確。當(dāng)M與m共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，力隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系一定可以表示為F6t(N)，當(dāng)F大于6 N后，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，表達(dá)式不是F6t(N)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC2導(dǎo)學(xué)號(hào)：06170202如圖3314所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力Fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2。下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是圖3314解析在m2與m1相對(duì)滑動(dòng)前，F(xiàn)kt(m1m2)a1，a1與t成正比關(guān)系，a1t關(guān)系圖線的斜率為，當(dāng)m1與m2相對(duì)滑動(dòng)后，m1受的力是Ff1m2gm1a1，a1為一恒量，對(duì)m2有Fm2gm2a2，得a2g，斜率為，可知A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A3導(dǎo)學(xué)號(hào)：06170203如圖3315所示，物塊A、木板B的質(zhì)量均為m10 kg，不計(jì)A的大小，B板長(zhǎng)L3 m。開始時(shí)A、B均靜止?，F(xiàn)使A以某一水平初速度從B的最左端開始運(yùn)動(dòng)。已知A與B、B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為10.3和20.1，g取10 m/s2。圖3315(1)若物塊A剛好沒(méi)有從B上滑下來(lái)，則A的初速度多大？(2)若把木板B放在光滑水平面上，讓A仍以(1)問(wèn)中的初速度從B的最左端開始運(yùn)動(dòng)，則A能否與B脫離？最終A和B的速度各是多大？解析(1)A在B上向右勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a11g3 m/s2木板B向右勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a21 m/s2由題意知，A剛好沒(méi)有從B上滑下來(lái)，則A滑到B最右端時(shí)和B速度相同，設(shè)為v，得時(shí)間關(guān)系：t位移關(guān)系：L解得v02 m/s。(2)木板B放在光滑水平面上，A在B上向右勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小仍為a11g3 m/s2B向右勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a23 m/s2設(shè)A、B達(dá)到相同速度v時(shí)A沒(méi)有脫離B，由時(shí)間關(guān)系解得v m/sA的位移xA3 mB的位移xB1 m由xAxB2 m可知A沒(méi)有與B脫離，最終A和B的速度相等，大小為 m/s。(2017昆明檢測(cè))如圖3320甲所示，質(zhì)量mA1 kg，mB2 kg的A、B兩物塊疊放在一起靜止于粗糙水平地面上。t0時(shí)刻，一水平恒力F作用在物塊B上，t1 s時(shí)刻，撤去F，B物塊運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖乙所示，若整個(gè)過(guò)程中A、B始終保持相對(duì)靜止，則下列說(shuō)法正確的是圖3320A物塊B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B13 s內(nèi)物塊A不受摩擦力作用C01 s內(nèi)物塊B對(duì)A的摩擦力大小為4 ND水平恒力的大小為12 N解析在vt圖象中圖線的斜率大小等于物塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小，則a14 m/s2，a22 m/s2，對(duì)兩物塊受力分析，由牛頓第二定律可得：F(mAmB)g(mAmB)a1，(mAmB)g(mAmB)a2，解得：0.2，F(xiàn)18 N，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；13 s內(nèi)兩物塊一起運(yùn)動(dòng)，物塊A也具有水平向左的加速度，對(duì)其受力分析，可知：B對(duì)A施加了水平向左的靜摩擦力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同理在01 s內(nèi)物塊A也具有水平向右的加速度，對(duì)其受力分析，可知：B對(duì)A施加了水平向右的靜摩擦力，由牛頓第二定律可得：FfmAa14 N，選項(xiàng)C正確。如圖3323所示，光滑水平面上放置著質(zhì)量分別為m、2m的A、B兩個(gè)物體，A、B間的最大靜摩擦力為mg，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則拉力F的最大值為圖3323AmgB2mgC3mg D4mg解析當(dāng)A、B之間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)力F最大，此時(shí)，對(duì)于A物體所受的合外力為mg，由牛頓第二定律知aAg；對(duì)于A、B整體，加速度aaAg，由牛頓第二定律得F3ma3mg。(2017洛陽(yáng)一模)如圖3327所示，可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊放在長(zhǎng)木板正中間，已知長(zhǎng)木板質(zhì)量為M4 kg，長(zhǎng)度為L(zhǎng)2 m，小物塊質(zhì)量為m1 kg，長(zhǎng)木板置于光滑水平地面上，兩物體皆靜止?，F(xiàn)在用一大小為F的水平恒力作用于小物塊上，發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)F超過(guò)2.5 N時(shí)，兩物體間才能產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力大小，重力加速度g取10 m/s2。圖3327(1)求小物塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(2)若一開始力F就作用在長(zhǎng)木板上，且F12 N，則小物塊經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間從長(zhǎng)木板上掉下？解析(1)設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力為fm，當(dāng)F2.5 N作用于小物塊時(shí)，對(duì)整體，由牛頓第二定律有F(Mm)a對(duì)長(zhǎng)木板，由牛頓第二定律有fmMa聯(lián)立可得fm2 N小物塊在豎直方向上受力平衡，所受支持力Nmg，由摩擦力性質(zhì)有fmmg解得0.2。(2)F12 N作用于長(zhǎng)木板時(shí)，兩物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)長(zhǎng)木板、小物塊加速度分別為a1、a2對(duì)長(zhǎng)木板，由牛頓第二定律有FfmMa1，解得a12.5 m/s2對(duì)小物塊，由牛頓第二定律有fmma2，解得a22 m/s2由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩物體在t時(shí)間內(nèi)的位移為s1a1t2，s2a2t2小物塊剛滑下長(zhǎng)木板時(shí)s1s2L，聯(lián)立解得t2 s。答案(1)0.2(2)2 s12導(dǎo)學(xué)號(hào)：06170211(2017廣州一模)質(zhì)量M3 kg的滑板A置于粗糙的水平地面上，A與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)10.3，其上表面右側(cè)光滑段長(zhǎng)度L12 m，左側(cè)粗糙段長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，質(zhì)量m2 kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊B靜止在滑板上的右端，滑塊與粗糙段的動(dòng)摩擦因數(shù)20.15，取g10 m/s2，現(xiàn)用F18 N的水平恒力拉動(dòng)A向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A、B分離時(shí)，B對(duì)地的速度vB1 m/s，求L2的值。圖3328解析在F的作用下，A做勻加速運(yùn)動(dòng)，