专题16 动力学中的滑块—木板模型——2022年高考物理一轮复习小题多维练（江苏专用）

2022年高考物理一轮复习小题多维练（江苏专用） 专题16 动力学中的滑块—木板模型 （时间：30分钟） 1、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 【解析】 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＝f1＋f2＋ma2＞f1＋f2＋ma1＝μ·2mg＋μ·3mg＋μmg＝6μmg 即 F＞6μmg D正确。 故选D。 2、如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间的动摩擦因数为，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度大小a可能是（　　） A．a=μg B．a=μg C．a=g D．a=g 【答案】 B 【解析】 当物块相对于木板运动时，木板的加速度最大，且木板的最大加速度 故选B。 3、（多选）如图所示，5颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第5颗棋子最左端与水平面上的a点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力F作用在第3颗棋子上，恒力作用一小段时间后，五颗棋子的位置情况可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】 AD 【解析】 因3对4的滑动摩擦力为3μmg小于4和5之间的最大静摩擦力4μmg，则4不可能滑动；同理5也不可能滑动，排除图B；当力F较小时，对1、2、3整体以共同的加速度向右运动，此时如图A所示；当F较大时，2、3之间会产生滑动，由于3对2有摩擦力作用，则1、2的整体要向右移动，故C图错误，D正确。 故选AD。 4、（多选）在光滑水平地面上放置一足够长的质量为M的木板B如图甲所示，其上表面粗糙，在木板B上面放置一个质量为m、可视为质点的物块A，现在给A一个水平向左的拉力F，用传感器得到A的加速度随外力F的变化关系如图乙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，则（　　） A．物块A的质量为 B．木板B的质量为 C．AB之间的最大静摩擦力为 D．当A的加速为时，外力 【答案】 AD 【解析】 AB．当拉力小于3N时，A、B一起做加速度运动有 由图像可得 当拉力大于3N时，A、B相对滑动有 整理得 由图像可得 联立解得 ， ， 所以A正确；B错误； C．AB之间的最大静摩擦力为 所以C错误； D．当A的加速为时，外力为 所以D正确； 故选AD。 5、如图甲所示，长木板静止在光滑的水平面上，小铅块以一定水平速度滑上木板的左端，恰能滑至木板右端与木板相对静止。如图乙所示，将木板分成1和2两部分，其质量分别为m1、m2，紧挨着放在此平面上，再让小铅块以相同的初速度滑上木板1的左端。小铅块运动中所受的摩擦力始终不变。下列判断正确的是（　　） A．当m1>m2时，小铅块能从木板2的最右端滑出 B．当m1<m2时，小铅块仍能滑到木板2的最右端且速度为零 C．当m1=m2时，小铅块仍能滑到木板2的最右端且刚好相对静止 D．无论m1与m2之间是何种关系，小铅块都能滑到木板2上但不能到达最右端 【答案】 D 【解析】 木板整体时铅块滑到木板最右端才与木板相对静止。而当将木板分成两块，铅块滑到第二块时，两块木板将分离，分离之后前一段木板匀速运动，铅块和后一段木板相互作用，此时木板的质量比原木板质量减少，铅块给木板的摩擦力不变，因此根据牛顿第二定律可知，此时后一段木板的加速度要比整体时大，铅块的加速度不变，这样达到共同速度时所用时间短，因此最后在铅块滑到木板的最右端之前与板保持相对静止，与m1、m2的大小无关。 故选D。 6、如图甲所示，粗糙的水平地面上有一块长木板P，小滑块Q放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段时间后撤去力F的作用。滑块、长木板的速度图象如图乙所示，已知物块与长木板的质量相等，滑块Q始终没有从长木板P上滑下。重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　） A．t=9s时长木板P停下来 B．长木板P的长度至少是16.5m C．长木板P和水平地面之间的动摩擦因数是0.05 D．滑块Q在长木板P上滑行的相