一课一练18：板块模型的动力学分析(能力关)（答案含解析）—2021届高中物理一轮基础复习检测

一课一练18：板块模型的动力学分析(能力关) 技巧：板块中多个运动过程的分析，关键在于对各个运动形式的判断，也应留意位移、相对位移、相对路程等相似物理量的区分和求解方法。 1．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图(a)所示。t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v-t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求t/s 1 0 2 2 4 v/m.s-1 图(b) 图(a) （1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2； （2）木板的最小长度； （3）木板右端离墙壁的最终距离。 2．如图，两个滑块A和B的质量分别为mA=1 kg和mB=5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5；木板的质量为m=4 kg，与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0=3 m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10 m/s2。求B A （1）B与木板相对静止时，木板的速度； （2）A、B开始运动时，两者之间的距离。 3．如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。 （1）当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小； （2）要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小； （3）本实验中，m1=0.5 kg，m2=0.1 kg，μ=0.2，砝码与纸板左端的距离d=0.1 m，取g=10 m/s2。若砝码移动的距离超过l=0.002 m，人眼就能感知。为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？ 4．如图所示，一质量m1=0.2 kg的足够长平板小车静置在光滑水平地面上，质量m2=0.1 kg的小物块(可视为质点)置于小车上A点，其与小车间的动摩擦因数μ=0.40，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给小物块一个方向水平向右、大小为v0=6 m/s的初速度，同时对小物块施加一个方向水平向左、大小为F=0.6 N的恒力。取g=10 m/s2，则： （1）初始时刻，小车和小物块的加速度大小为多少？ （2）经过多长时间小物块与小车速度相同？此时速度为多大？ （3）小物块向右运动到最大位移的过程中，恒力F做的功和系统产生的内能为多少？ 5．如图所示，在足够高的光滑水平台面上静置一质量为m的长木板A，A右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与质量也为m的物体C连接。当C从静止开始下落距离h时，在木板A的最右端轻放一质量为4m的小铁块B(可视为质点)，最终B恰好未从木板A上滑落。A、B间的动摩擦因数μ=0.25，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求： （1）C由静止下落距离h时，A的速度大小v0； （2）木板A的长度L； （3）若当铁块B轻放在木板A的最右端的同时，对B加一水平向右的恒力 F=7mg，其他条件不变，求B滑出A时的速度大小。 6．如图甲所示，地面上有一长为l=1 m，高为h=0.8 m，质量M=2 kg的木板，木板的右侧放置一个质量为m=1 kg的木块(可视为质点)，已知木块与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.4，木板与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.6，初始时两者均静止．现对木板施加一水平向右的拉力F，拉力F随时间t的变化如图乙所示，取g=10 m/s2。求： （1）前2 s木板的加速度大小； （2）木块落地时距离木板左侧的水平距离Δs。 7．如图所示，有一长为的传送带倾斜放置，倾角为，且没有启动。一质量为、长度的长木板甲静止于传送带顶端，其右端与传送带的顶端点相齐。时刻，将一质量为的小物块乙（可视为质点）轻放在长木板甲的左端，与此同时，给长木板甲的速度沿传送带向下运动。已知，甲与传送带之间的动摩擦因数 ，甲与乙之间的动摩擦因数 ，重力加速度大小。则： （1）乙相对甲滑行的最大距离； （2）从时刻到甲和乙刚好达到共同速度的过程中，系统因克服摩擦而产生的热量； （3）当甲和乙刚好达到共同速度的瞬间启动传送带，使其从静止开始以恒定的加速度沿逆时针方向转 动，求从传送带启动到甲的左端动到传送带底端点所用的时间。 一课一练18：板块模型的动力学分析(能力关)答案 1．【答案】（1）　（2）Δs=6.0m （3）木板右