11.板块模型-2022年高考物理一轮复习高效作业夯基30分钟练

11、板块模型 一、选择题 1．如图所示，质量为3kg的物块A与质量为2kg的木板B叠放在水平地面上，A与B、B与地面之间的动摩擦因数均为0.1，取重力加速度为10m/s2。大小为12N的水平拉力作用在B上，则B的加速度大小为（　　） A．0 B．1.4m/s2 C．2m/s2 D．3.5m/s2 【答案】C 【详解】 AB之间的最大静摩擦力为 B与地面之间的最大静摩擦力 若AB相对静止，恰好发生相对滑动时，对A有 对B有 联立解得 大小为12N的水平拉力作用在B上时会发生相对滑动，对B由牛顿第二定律得，B的加速度为 故C正确，ABD错误。 故选C。 2．如图所示，长木板P静止在水平地面上，木块Q静止放在木板P的上表面，它们的质量均为m。现对长木板P或木块Q施加一水平向右的拉力F，木板P和木块Q的运动情况未知。已知木块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为μ，则下列说法正确的是（　　） A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是2μmg B．木板受到地面的摩擦力的大小可能为3μmg C．当 时，木板P和木块Q一定发生相对运动 D．如果拉力F作用在木块Q上，无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动 【答案】D 【详解】 A．若F=μmg作用在P上，则木块和木板都静止，木板受到地面的摩擦力为静摩擦力，摩擦力的大小一定是μmg，A错误； B．木板受到地面的摩擦力最大时等于最大静摩擦力，其大小为2μmg ，B错误； C．若F作用在木板上，使木板P和木块Q恰好发生相对运动，分别对木块和木板，根据牛顿第二定律 解得 C错误； D．如果拉力F作用在木块Q上，木块与木板的最大静摩擦力为μmg，木板与地面的最大静摩擦力为2μmg，所以无论怎样改变F的大小，一定是木块在木板上滑动，木板都不可能运动，D正确。 故选D。 3．如图所示，两个质量均为m的物块P、Q叠放在水平面上，所有接触面间的动摩擦因数为 ，若用水平外力F将物块Q从物块P的下方抽出，抽出过程中P、Q的加速度分别为 、 ，且 ，重力加速度为g，则F的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 以P为研究对象受力分析，根据牛顿第二定律可得： 可得 所以 对Q受力分析，根据牛顿第二定律有： 可得拉力为 故选D。 4．如图甲所示，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为M，t=0时刻质量为m的物块以水平速度v滑上长木板，此后木板与物块运动的 图像如图乙所示，重力加速度 ，则下列说法正确的是（　　） A． B． C．木板的长度为 D．木板与物块间的动摩擦因数为0.1 【答案】C 【详解】 D．木块在木板上运动过程中，在水平方向上只受到木板给的滑动摩擦力，故 而v-t图像的斜率表示加速度，故 解得 选项D错误； AB．对木板受力分析可知 由图知 解得 选项AB错误； C．从图中可知物块和木板最终分离，两者v-t图像与坐标轴围成的面积之差等于木板的长度， 选项C正确。 故选C。 5．如图所示，质量M=2kg的足够长木板静止在光滑水平地面上，质量m=1kg的物块静止在长木板的左端，物块和长木板之间的动摩擦因数 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。现对物块施加一水平向右的恒力F=2N，则下列说法正确的是（　　） A．物块和长木板相对静止一起加速运动 B．物块和长木板之间的摩擦力为1N C．物块运动的加速度大小为 m/s2 D．拉力F越大，长木板的加速度越大 【答案】B 【详解】 A．根据牛顿第二定律可得物块将要发生滑动时木板的加速度 对整体由牛顿第二定律得 F=（M+m）a=1.5N＜2N 所以对物块施加一水平向右的恒力F=2N时二者发生相对滑动，故A错误； B．物块和长木板之间的摩擦力为 f=μmg=1N 故B正确； C．对物块由牛顿第二定律得 F-μmg=ma1 解得 a1=1m/s2 故C错误； D．由上面的分析知物块和长木板相对滑动，木板的加速度是0.5m/s2不变的，与拉力F无关，故D错误。 故选B。 6．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2m和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使纸板相对砝码运动，所需拉力的大小应大于（　　） A．3μmg B．4μmg C．5μmg D．6μmg 【答案】D 【详解】 当纸板相对砝码运动时，设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，根据牛顿第二定律，对砝码有 f1＝μ·2mg＝2ma1 解得 a1＝μg 对纸板有 F－f1－f2＝ma2 其中 f2＝μ·3mg 二者发生相对运动需要纸板的加速度大于砝码的加速度，即 a2＞a1 所以 F＝f