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5板块模型-2021年高考物理三轮复习高频考点强化练习
1.(多选)(2020·徐州质检)如图所示,一足够长的木板静止在粗糙的水平面上,t=0时刻滑块从板的左端以速度v0水平向右滑行,木板与滑块间存在摩擦,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。滑块的vt图像可能是图中的( )
答案:BD
解析:设滑块质量为m,木板质量为M,滑块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,若有μ1mg<μ2(M+m)g,则滑块滑上木板后向右匀减速运动,加速度a1=μ1g,木板不动,选项D正确;若有:μ1mg>μ2(M+m)g,则滑块滑上木板后向右匀减速运动,加速度为a1=μ1g,木板向右匀加速运动,当二者同速后,一起以a2=μ2g的加速度匀减速到停止,因a1>a2,故选项B正确。
2.(多选)如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块.木板受到水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.小滑块的质量m=2 kg
B.小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.1
C.当水平拉力F=7 N时,长木板的加速度大小为3 m/s2
D.当水平拉力F增大时,小滑块的加速度一定增大
答案:AC
解析: [对整体分析,由牛顿第二定律有:F=(M+m)a,当F=6 N时,此时两物体具有最大共同加速度,代入数据解得:M+m=3 kg,当F大于6 N时,根据牛顿第二定律得:a=eq \f(F-μmg,M)=eq \f(F,M)-eq \f(μmg,M),知图线的斜率k=eq \f(1,M)=1,解得:M=1 kg,滑块的质量为:m=2 kg,故A正确;由上可知,F大小6 N时,a=F-20μ,代入题图对应数据即得:μ=0.2,所以a=F-4,当F=7 N时,长木板的加速度为:a=3 m/s2,根据μmg=ma′得:a′=μg=2 m/s2,故B错误,C正确;当拉力大于6 N后,两物体发生相对滑动,滑块的加速度为a=eq \f(μmg,m)=2 m/s2,恒定不变,故D错误.]
3、如图所示,质量M=0.1 kg、足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,左端放置一质量m=0.1 kg、电荷量q=+1 C的滑块,系统处在垂直纸面向外、磁感应强度B=1 T的匀强磁场中。现使木板以v0=2 m/s的初速度向左运动,已知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2。则( )。
A.木板和滑块始终做匀加速运动
B.滑块开始做匀加速直线运动,最终做匀速直线运动
C.木板对地面的压力的最小值为2 N
D.滑块和木板最终都做匀速直线运动,速度均为1 m/s
【答案】D
【解析】当木板以v0=2 m/s的初速度向左运动时,由于摩擦力的作用,滑块向左加速,受到洛伦兹力的作用,滑块对木板的压力不断变化,则滑块的加速度也不断变化。由于系统在水平方向上不受外力,系统在水平方向上动量守恒,有Mv0=(M+m)v,解得v=1 m/s,此时,滑块受到的洛伦兹力F=qvB=1 N,方向竖直向上,恰好与重力大小相等,滑块将脱离木板,摩擦力消失,木板和滑块都做匀速运动,木板对地面的压力的最小值F N=Mg=1 N。综上所述,D项正确。
4.(2020·郑州市高三一模)如图所示,a、b两个物体静止叠放在水平地面上,已知ma=mb=m,a、b间的动摩擦因数为μ,b与地面间的动摩擦因数为eq \f(1,4)μ。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对a施加一水平向右的拉力,下列判断正确的是( )
A.若a、b两个物体始终相对静止,则力F不能超过eq \f(3,2)μmg
B.当力F=μmg时,a、b间的摩擦力为eq \f(3,2)μmg
C.无论力F为何值,b的加速度都不会超过eq \f(3,8)μg
D.当力F>μmg时,b相对a滑动
答案:A
解析:若a、b两个物体均静止,力F一定小于eq \f(1,2)μmg。若a、b两个物体运动且始终保持相对静止,则a、b两个物体的加速度相等,把a、b两个物体视为整体,a、b刚好不发生相对滑动时,由牛顿第二定律有F-eq \f(1,4)μ·2mg=2ma共,隔离a分析受力,由牛顿第二定律,F-μmg=ma共,联立解得F=eq \f(3,2)μmg,即若a、b两个物体始终保持相对静止,则力F不能超过eq \f(3,2)μmg,选项A正确;当力F=μmg时,对a、b两个物体整体,由牛顿第二定律有F-eq \f(1,4)μ·2mg=2ma1,解得a1=eq \f(1,4)μg,隔离物体a分析受力,由牛顿第二定律有F-f=ma1,解得f=eq \f(3,4)μmg,选项B错误;a对b的最大摩擦力为μmg,隔离b受力分析