2020年高考名校物理模擬試題分項解析熱點06滑塊木板模型解析版

1、熱點06滑塊木板模型高考真題（2019全國理綜III卷20）如圖（a）,物塊和木板疊放在實驗臺上，物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在實驗臺上的力傳感器相連，細(xì)繩水平。t=0時，木板開始受到水平外力 F的作用，在t=4s時撤去外力。細(xì)繩對物塊的拉力f隨時間t變化的關(guān)系如圖（b）所示，木板的速度 v與時間t的關(guān)系如圖（c）所示。木板與實驗 臺之間的摩擦可以忽略。重力加速度取 g=10 m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出A .木板的質(zhì)重為1 kg2 s4 s內(nèi)，力F的大小為0.4 N0-2 s內(nèi)，力F的大小保持不變D .物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2【參考答案】AB【名師解析】由圖像（b）和圖像（c）可知

2、，2s后物塊相對于木板滑動，其滑動摩擦力f=0.2N ,木板的加速度a=0.2m/s2。隔離木板，分析受力，由牛頓第二定律，F(xiàn)-f=ma1，4s后撤去外力F,木板在物塊摩擦力作用2下做減速運動，加速度大小為a2=0.2m/s。隔離木板，分析受力，由牛頓第二te律，f=ma2,聯(lián)立解得：木板的質(zhì)量為m=1 kg , 2 s4 s內(nèi)，力F的大小為F=0.4 N ,選項AB正確；由于02 s內(nèi)，在拉力作用下木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，而物塊對木板的靜摩擦力逐漸增大，所以 02 s內(nèi)，力F的大小從0開始逐漸增大，選項 C錯誤；由于題述沒有給出物塊質(zhì)量，不能根據(jù)二者之間的滑動摩擦力計算得出物塊與木板之間的動摩擦因

3、數(shù)，選項D錯誤。（16分）（2019高考江蘇卷物理15）如圖所示，質(zhì)量相等的物塊 A和B疊放在水平地面上，左邊緣對齊.A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為因先敲擊A, A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動距離L后停下。接著敲擊B, B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運動至停下.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.求：（1） A被敲擊后獲得的初速度大小 Va；(2)在左邊緣再次對齊的前、后，B運動加速度的大小aB、aB；B被敲擊后獲得的初速度大小Vb .It【名師解析】.(1)由牛頓運動定律知， A加速度的大小aA=o勻變速直線運動2

4、aAL=VA2解得vA 二行L(2)設(shè)A、B的質(zhì)量均為m對齊前，B所受合外力大小F=3 m mg由牛頓運動定律 F=maB,得 aB=3g對齊后，A、B所受合外力大小F = 2 mg由牛頓運動定律F =maB，得aB(3)經(jīng)過時間t, A、B達到共同速度v,位移分別為Xa、xb, A加速度的大小等于aA貝 Uv=aAt, v=vb -aBt212Xa = -aAt , Xb = VBt aBt 22且 Xb 二a二L解得 Vb -2. 2L3. (2017全國III卷25)如圖，兩個滑塊 A和B的質(zhì)量分別為 mA =1kg和mB =5kg ,放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩

5、擦因數(shù)均為也=0.5 ；木板的質(zhì)量為 m = 4kg ,與地面間的動摩擦因數(shù)為 之=0.1。某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為v0=3m/s。A、B相遇時，A與木板恰好相對靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g =10m/s2。求B與木板相對靜止時，木板的速度；A、B開始運動時，兩者之間的距離。【參考答案】(1) B與木板相對靜止時，木板的速度為v1=1m/sA、B開始運動時，兩者之間的距離為1.9m【名師解析】(1)如圖所示對 A、B和木板受力分析， 其中fA、fB分別表示物塊 A、B受木板摩擦力的大小，fA,、fB和f分別表示木板受到物塊 A、B及地面的摩擦力大

6、小，設(shè)運動過程中 A、B及木板的加速度大小分別為 aA , aB和a ,根據(jù)牛頓運動定律得：fA =mAaAf B =mBaB且:fB - fA- f =mafA fA L mA g聯(lián)立通解得:2aA =5m/s , aB22=5m/s , a=2.5m/s故可得B向右做勻減速直線運動,A向左做勻減速直線運動，木板向右勻加速運動；且aB =aAa ,顯然經(jīng)歷一段時間t1之后B先與木板達到相對靜止?fàn)顟B(tài)，且此時A、B速度大小相等，方向相反。不妨假設(shè)此時B與木板的速度大小為v1V 二Vo ftV| = at|解得：t1 =0.4s, v1 =1m/s(2)設(shè)在t1時間內(nèi)，A、B的位移大小分別為Xb,

7、由運動學(xué)公式得:,1. 2XA -V0t1 _ _aAt12Xb =；aBt；2A相遇，這段時間內(nèi)A的加速度大小仍為aA,此后B將與木板一起保持相對靜止向前勻減速運動，直到和 設(shè)B和木板的加速度大小為 a,則根據(jù)牛頓運動定律得: TOC o 1-5 h z 對木板和B:2 mA mb m g = mB m a?假設(shè)經(jīng)過t2時間后A、B剛好相遇，且此時速度大小為V2,為方便計算我們規(guī)定水平向右為正向，則在這段時間內(nèi)速度變化：對 B 和木板：v2 =v1 一at2?對 A ：v2=v1+aAt2?聯(lián)立？ ?解得t2=0.3s,可以判斷此時 B和木板尚未停下 則t2時間內(nèi)物塊A、B的位移大小假設(shè)為

8、Xa、Xb,由運動學(xué)公式:XA = v1taA t2212Xb 二 vt a 12 2則A和B開始相距x滿足：x =xA +xA + xB +xB聯(lián)立解得：x=1.9m最新模擬題（2019年1月云南昆明復(fù)習(xí)診斷測試）如圖甲所示，一塊質(zhì)量為mA=2kg的木板A靜止在水平地面上，一個質(zhì)量為 mB=1kg的滑塊B靜止在木板的左端，對 B施加一向右的水平恒力 F, 一段時間后B從A右端滑出，A繼續(xù)在地面上運動一段距離后停止，此過程中A的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。則下列說法正確的是（）* v/ (m s 1) TOC o 1-5 h z

9、印乙A.滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.6B.木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.1C.F的大小可能為9ND.F的大小與板長L有關(guān)【參考答案】BD【命題意圖】本題考查對速度 -時間圖像的理解、疊加體受力分析、牛頓運動定律和勻變速直線運動規(guī)律 的運用?！窘忸}思路】由圖乙可知，在01s內(nèi)，木板A的加速度a1=2m/s2,在13s內(nèi)，木板A的加速度a2=-1m/s2。 設(shè)滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為 心 木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為 物 在07s內(nèi)，隔離木板A受力分 析，由口mBg- (mA+mB)g= m,Aa1，在13s內(nèi)，隔離木板 A受力分析，由-位mAg= m,Aa2,聯(lián)立解得：位=0.1, 國

10、=0.7,選項A錯誤B正確；隔離B分析受力，由牛頓第二定律， F-jmBg= mBa3,根據(jù)速度圖像的面積表12 F-1 ,不位移可知，在01s內(nèi)，木板A位移X1=1m?；瑝KB在t=1s內(nèi)的位移*2=3231=1，木板A長度L= X2-X1= 曰-1=二，可變換為F=2L+3 ,即F的大小與板長L有關(guān)，選項D正確；若F的大小為9N ,由牛頓第 22二定律，F(xiàn)-四mBg= mBa3,可得a3=2m/s2, AB加速度相同，不能發(fā)生相對滑動， 所以F的大小必須大于9N, 選項C錯誤?！痉椒w納】 對于速度圖像給出解題信息問題，從速度圖像的斜率得出加速度，由速度圖像面積得出位移。對于疊加體問題，采用

11、隔離法分析受力，利用牛頓運動定律列方程解答。(16分)(2020江蘇揚州中學(xué)質(zhì)檢)如圖所示，有1、2、3三個質(zhì)量均為 m = 1kg的物體，物體2與物體3通過不可伸長輕繩連接，跨過光滑的定滑輪，設(shè)長板2到定滑輪足夠遠(yuǎn)，物體 3離地面高H = 5.75m,物體1與長板2之間的動摩擦因數(shù) 科=0.2。長板2在光滑的桌面上從靜止開始釋放，同時物體1(視為質(zhì)點)在長板2的左端以v = 4m/s的初速度開始運動，運動過程中恰好沒有從長板2的右端掉下。求：(1)長板2開始運動時的加速度大小；(2)長板2的長度L。；(3)當(dāng)物體3落地時，物體1在長板2的位置。物體1的加速度2a1= -mg/m=-科 g=-

12、2m/s物體2和3的整體加速度2a2=（mg+ 科 mg）/2m=6m/s設(shè)經(jīng)過時間ti二者速度相等 vi=v+a it=a2t代入數(shù)據(jù)解ti = 0.5s vi = 3m/sXi= (v+vi) t/2= 1.75m X2=vit/2=0.75m所以木板2的長度Lo=xi-X2=im此后，假設(shè)物體 i23相對靜止，a=g/3Ma=3.3NFf=科mg=2N,故假設(shè)不成立，物體 i和物體2相對滑動物體1的加速度a3=52m/s2物體2和3整體的加速度 ad=(g-g) /2=4m/s2整體下落高度 h=H-x 2=5m 根據(jù)h=v it+a 4t22/2解得t2= is物體 i 的位移 X3=

13、v也+a3t22/2=4mh-X3=im物體i在長木板2的最左端3. (14分)(2020成都石室中學(xué)模擬) 在水平長直軌道上，有一長平板車在水平外力控制下始終保持速度 vo=4m/s做勻速直線運動，某時刻，站在地面上的人，將一質(zhì)量為m=ikg的小滑塊輕放到車面的中點，滑塊與車面間的動摩擦因數(shù)為斤0.2, g=i0m/s2*Ve=. 二”一一一分一一二一一JILL(i)若小車足夠長，以地面為參考系，小滑塊從輕放到車面的中點到與車面相對靜止的過程中，小滑塊通過 的距離X是多大？(2)若小車長度L=2m,在將小滑塊放到車面中點的同時，對小滑塊施加一個與車運動方向相同的恒力F,要保證滑塊不從車的左端

14、掉下，恒力F大小應(yīng)該滿足什么條件？(3)在(2)的情況下，力F取最小值，要保證滑塊不從車上掉下，力 F的作用時間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)？【名師解析】：(i)設(shè)小滑塊的加速度為 ai,由牛頓第二定律得： TOC o 1-5 h z Nmg = mai 解得：ai=2m/s2(i 分)2alX =v0 -0 解得：x= 4 m(i 分)(2)設(shè)恒力F取最小值為Fi,小滑塊的加速度為 a2,滑塊到達小車的左端時恰好與小車速度相同，經(jīng)過的時 間是 ti,則：v0=a2tl(i 分)（1分）1Lv0ti - 二 v0ti - 22對滑塊由牛頓第二定律得:F| + Nmg = ma2（1 分）聯(lián)立解得 F i

15、= 6N , ti =0.5s即 F 6N（1 分）（3）力F取最小值F1 = 6N,當(dāng)小滑塊到達小車的左端與小車速度相同后，開始向右做初速度為vo=4m/s的勻加速直線運動，設(shè)運動加速度大小為a3,為保證小滑塊不從車上掉下，從左端運動開始經(jīng)過的時間為t2,通過的距離為 不，恒力F1停止作用，此時小滑塊速度為W,小滑塊開始做勻減速直線運動，設(shè)運動加速度大小為a，經(jīng)過的時間為t3,通過的距離為X2,到達小車右端時，與車達共同速度，則:X1 + X2- V0 （t2+t3）=L（1分）X1 =X2 =V0 V12V0 V12t2t3（1分）（1分）（1分）a4（1分）+V1 -V0t2 - a3+

16、 _V -V0t3 一a4 TOC o 1-5 h z 由牛頓第二定律得：F1 - Nmg = ma3（1分）Jmg = ma43 聯(lián)乂斛得：t2 =%0.58s（1分）3則力F的作用時間t的范圍是力口口什t23 23即 0.5sWtWs 或 0.5s Mt E 1.08s（1 分）6（10分）（2020甘肅嘉峪關(guān)酒鋼中學(xué)模擬）某電視臺的娛樂節(jié)目中，有一個拉板塊的雙人游戲，考驗兩人的默契度.如圖所示，一長 L=0.60m、質(zhì)量M=0.40kg的木板靠在光滑豎直墻面上，木板右下方有一質(zhì)量m=0.80kg的小滑塊（可視為質(zhì)點），滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為科=0.20滑塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑

17、動摩擦力，取g=10m/s2. 一人用水平恒力F1向左作用在滑塊上，另一人用豎直恒力 F2向上拉動滑塊,使滑塊從地面由靜止開始向上運動.Fi必須滿足什么條件?(1)為使木板能向上運動，求(2)若Fi=22N,為使滑塊與木板能發(fā)生相對滑動，求F2必須滿足什么條件？現(xiàn) F1=24N,(3)游戲中，如果滑塊上移h=1.5m時，滑塊與木板沒有分離，才算兩人配合默契， 游戲成功.F2=16N,請通過計算判斷游戲能否成功？【名師解析】.(1)滑塊與木板間的滑動摩擦力/二,比對木板應(yīng)有.代入數(shù)據(jù)得 二二對木板有西-坨=叫對滑塊有:一 一一-要能發(fā)生相對滑動應(yīng)有-代入數(shù)據(jù)可得二(3)對滑塊有三:一“F/用g=

18、切藥設(shè)滑塊上升h的時間為t,則對木板有一一-設(shè)木板在t時間上升的高度為H,代入數(shù)據(jù)可得三=：: 由于工百，滑塊在上升到1.5m之前已經(jīng)脫離了木板，游戲不能成功.(12分)(2019四川綿陽二診)m=1kg如圖所示，長 L=2.5 m、高h(yuǎn)=0.2 m的長方體物塊P靜止在光滑的水平地面上，可視為質(zhì)點的質(zhì)量的小滑塊Q在物塊P的上表面左端靜止，物塊 P和滑塊Q之間的動摩擦因數(shù) 月0.2?，F(xiàn)給滑塊 Q 一個水平 向右的瞬時速度 Vo=4m/s,經(jīng)時間t=1s,剛好從物塊 P的右端飛出，取 g=10m/s2,求：（1）物塊P的質(zhì)量M;（2）滑塊Q第一次著地時，與物塊 P右端的水平距離?！久麕熃馕觥?：（

19、1）滑塊Q在物塊P上做勻減速直線運動，設(shè)時間t=1 s內(nèi)，滑塊Q加速度大小為aQ,通過的距離為xQ,物塊P通過的距離為xp,加速度大小為 aP,則（1分） TOC o 1-5 h z -（1 分）（1分）-（1 分）（1分）解得，。M=2kg（1 分）（2）在滑塊Q飛離物塊P的瞬間，設(shè)物塊 P的速度為Vp,滑塊Q的速度為Vq,滑塊Q經(jīng)過時間t第一次 著地，與物塊 P右端的水平距離為，則（1分）（1分）-（1 分）解得，（2分）解得（1分）6. （ 14分）（2019湖南衡陽二模） 如圖1所示，在水平面上有一質(zhì)量為m1= 1kg的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為 m2 = 2kg的木塊，木塊和木板

20、之間的動摩擦因數(shù)曲=0.3,木板與地面間的動摩擦因數(shù)位=0.1 .假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等？現(xiàn)給木塊施加隨時間t增大的水平拉力F=3t(N),重力加速度大小g = 10m/s2(2) t=10s時，兩物體的加速度各為多大；(3)在如圖2畫出木塊的加速度隨時間變化的圖象(取水平拉力F的方向為正方向，只要求畫圖，不要求寫出理由及演算過程)【思路分析】(1)對兩物體受力分析，當(dāng)木塊對木板的最大靜摩擦力提供木板做加速運動，此時兩者達到 最大加速度，即可求得；(2)應(yīng)用牛頓第二定律求出兩物體的加速度；(3)達到最大共同加速度后，木板做加速度恒定的勻加速運動，木塊在力F作用下做加速

21、度運動，根據(jù)牛頓第二定律即可求得?！久麕熃馕觥?1)：當(dāng)Fv (mi+m2)g=3N時，木塊和木板都沒有拉動，處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)木塊和木板一起運動時，對 m1：f max 一總(m1+m2)g=mamax, fmax=m2g解得：amax=3m/s2對整體有：Fmax M2 (m1+m2)g= (m1+m2)amax解得：Fmax=12N由 Fmax=3t 得：t = 4s(2) t=10s時，兩物體已相對運動，則有：對 m1： P1m2g h (m1+m2)g=m1a1 解得：a1 = 3m/s2對 m2: F -禺m2g=m2a2F=3t=30N解得：a2= 12m/s2(3)圖象過(1、0

22、) , ( 4.3) , (10、12)10答：（1）木塊和木板保持相對靜止的時間是4s；（2） t=10s時，兩物體的加速度各為3m/s2, 12m/s2；（3）圖象如圖所示?！军c評】本題首先要分兩個相對靜止和相對運動兩種狀態(tài)分析，其次采用整體法和隔離法研究得到加速度 與時間的關(guān)系式，是經(jīng)常采用的思路。7. （2019全國考試大綱調(diào)研卷 3）如圖所示，水平地面上有一質(zhì)量為M的長木板，一個質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點）放在長木板的最右端。已知 m與M之間的動摩擦因數(shù)為 從,木板與地面間的動摩擦因數(shù)為 火。從某時刻起物塊 m以巧的水平初速度向左運動，同時木 =板M在水平外力 F控制下始終向右以速度

23、（1）在物塊m向左運動過程中外力F的大小:（2）木板至少多長物塊不會從木板上滑下來1) f+f2= p1mg + 區(qū)(m+M )g (2)摩擦力，由題意可知f1=以mg11【參考答案】（【名師解析】（1）在物塊m向左運動過程中，木板受力如圖所示，其中f1，f2分別為物塊和地面給木板的f2=(m+M)g 由平衡條件得：F= fi+f2=(jmg+ p2(m+M)g (2)解法一：設(shè)物塊向左勻減速至速度為零的時間為ti,則設(shè),二1-L TOC o 1-5 h z 物塊向左勻減速運動的位移為Xi,則設(shè)物塊由速度為零向右勻加速至與木板同速(即停止相對滑動)的時間為t2,則V,h = -設(shè)物塊向右勻加速

24、運動的位移為X2,則* *ck =-r-, = -s-22工?此過程木板向右勻速運動的總位移為X；則工=似e + r,則物塊不從木板上滑下來的最小長度：工+ 三代入數(shù)據(jù)解得： = ; *2凸S解法二：以木板為參考系，設(shè)物塊相對木板向左勻減速初速度為Vo,末速度為Vt,則?=馬一44=0加速度：口二*醫(yī)根據(jù)運動學(xué)公式： V/ -比二=-ZoL(D解得:12(2019上海二模)如圖a所示，軌道OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,軌道長L=2m,摩擦很小可忽略不計。利用此裝置實驗探究物塊在力F作用下加速度與軌道傾角的關(guān)系。某次實驗，測得力F的大小為0.6N,方向始終平行于軌道向上，已知物塊的質(zhì)量m=0.1

25、kg。實驗得到如圖b所示物塊加速度與軌道傾角的關(guān)系圖線，圖中a。為圖線與縱軸交點，為圖線與橫軸交點。(重力加速度 g取10m/s2)問：a。為多大？(2)傾角8為多大？此時物塊處于怎樣的運動狀態(tài)？(3)當(dāng)傾角。為30。，若物塊在F作用下由O點從靜止開始運動1.6s,則物塊具有的最大重力勢能為多少？(設(shè)O所在水平面的重力勢能為零)【名師解析】(1)。=0時，木板水平放置，此時物塊的加速度為a0由牛頓第二定律得：F合=F=ma0解得：a0=6m/s2(2)當(dāng)木板傾角為 以時，a=0,物塊可能沿斜面向上勻速運動；可能沿斜面向下勻速運動；靜止；由平衡條件得：F=mgsin 1解得：sin 1=0.6,即 0=37(3)當(dāng)木板傾角為 。=30時，對物塊由牛頓第二