2024-2025學(xué)年新教材高中物理微專題5板塊模型練習(xí)含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE3-微專題5板塊模型1.(福建廈門2024高一調(diào)研)如圖W5-1所示,在光滑水平面上,一個(gè)小物塊放在靜止的小車上,物塊和小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10m/s2?，F(xiàn)用水平恒力F拉動(dòng)小車,關(guān)于物塊的加速度am和小車的加速度aM的大小,下列選項(xiàng)可能正確的是()。圖W5-1A.am=2m/s2,aM=1m/s2 B.am=1m/s2,aM=2m/s2C.am=2m/s2,aM=4m/s2 D.am=3m/s2,aM=5m/s2答案：C解析：若物塊與小車保持相對(duì)靜止一起運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a,對(duì)系統(tǒng)受力分析,由牛頓其次定律可得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,由牛頓其次定律可得f=ma,聯(lián)立可得am=aM=a≤μg=2m/s2。若物塊與小車間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng),二者間的摩擦力f為滑動(dòng)摩擦力,且am<aM,隔離小物塊受力分析,如圖所示,由牛頓其次定律可得f=μmg=mam,解得am=2m/s2,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。2.(河北衡水中學(xué)2024期末)(多選)如圖W5-2所示,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行,長木板處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。下列說法正確的是()。圖W5-2A.木板受到地面的摩擦力的大小肯定是μ2(m+M)gB.木板受到地面的摩擦力的大小肯定是μ1mgC.當(dāng)F>μ2(m+M)g時(shí),木板便會(huì)起先運(yùn)動(dòng)D.無論怎樣變更F的大小,木板都不行能運(yùn)動(dòng)答案：BD解析：由于木板相對(duì)于地面是否即將滑動(dòng)不清晰,地面的靜摩擦力不肯定達(dá)到最大,則木板受到地面的摩擦力的大小不肯定是μ2(m+M)g,故A錯(cuò)誤;對(duì)木板:水平方向受到木塊向右的滑動(dòng)摩擦力f1和地面的向左的靜摩擦力f2,f1=μ1mg,由平衡條件得f2=f1=μ1mg,故B正確;由題分析可知,木塊對(duì)木板的摩擦力f1不大于地面對(duì)木板的最大靜摩擦力,當(dāng)F變更時(shí),f1不變,則木板不行能運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤,D正確。3.(河南鄭州2024四校聯(lián)考)如圖W5-3甲所示,靜止在光滑水平面上的長木板B(長木板足夠長)的右端放著小物塊A,某時(shí)刻B受到水平向右的外力F作用,F隨時(shí)間t的變更規(guī)律如圖W5-3乙所示,即F=kt,其中k為已知常數(shù)。若物體之間的滑動(dòng)摩擦力Ff的大小等于最大靜摩擦力,且A、B的質(zhì)量相等,則圖W5-4中可以定性地描述物塊A的v-t圖像的是()。圖W5-3圖W5-4答案：B解析：剛起先,外力F較小,兩物體保持相對(duì)靜止,加速度大小為a=F2m=kt2m,可見,加速度a的大小隨著時(shí)間t漸漸增大,對(duì)應(yīng)的v-t圖線的斜率漸漸增大,C、D錯(cuò)誤;隨著時(shí)間t的增大,外力F增大,當(dāng)物塊和木板之間的摩擦力大小達(dá)到最大靜摩擦力時(shí),物塊A與木板B發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),此時(shí)有Ff=ma,F-Ff=ma,解得F=2Ff,即kt=2Ff,可見t>2Ffk后,物塊將在大小恒定的摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其對(duì)應(yīng)的v4.(山東濰坊2024高三質(zhì)檢)如圖W5-5甲所示,質(zhì)量M=2.0kg的木板A靜止在光滑水平面上,木板足夠長。在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m=1.0kg的小鐵塊B,鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,對(duì)鐵塊施加水平向右的拉力F,F大小隨時(shí)間變更如圖W5-5乙所示,7s時(shí)撤去拉力,可認(rèn)為A、B間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,取重力加速度g=10m/s2。求:圖W5-5(1)0~1s內(nèi),A、B的加速度大小aA、aB;答案：在0~1s內(nèi),A、B分別做勻加速直線運(yùn)動(dòng),依據(jù)牛頓其次定律可得μmg=MaA,F1-μmg=maB,代入數(shù)據(jù)得:aA=1m/s2,aB=4m/s2。(2)B相對(duì)A滑行的最大距離s;答案：當(dāng)t1=1s后,拉力F2=μmg,鐵塊B做勻速運(yùn)動(dòng),速度大小為v1,木板A仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng),又經(jīng)過時(shí)間t2,速度與鐵塊B相等v1=aBt1,又v1=aA(t1+t2),解得t2=3s,v1=4m/s。設(shè)A、B速度相等后一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3=(7-1-3)s=3s,加速度為a,由牛頓其次定律可知:F2=(M+m)a,解得a=23m/s2木板A受到的靜摩擦力f=Ma<μmg,故A、B一起運(yùn)動(dòng),則有s=12aBt12+v