专题18 多物体多运动过程之板块模型计算题-2022届高考物理二轮跨模块真题演练重难点专题复习导学案

2022届高考物理二轮跨模块真题演练重难点专题复习导学案 专题18 多物体多运动过程之板块模型计算题 真题解析 一.典型例题 题型一：运用动力学观点求解 对于题中涉及到两个及两个以上的物体，且每个物体的运动过程分若干阶段，需要在审题的同时，进行受力分析与运动分析，用图示与图像再现物理过程。运动过程涉及时间与距离，可尝试用运动学公式与牛顿定律求解 下面这道题分几个阶段的运动过程，试画图示。 例1 (2015新课标I-25)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:（1）木板与地面间的动摩擦因数; （2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距离。 过程分析思路一：四个阶段运动过程 过程分析思路二：三个阶段运动过程 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为 碰撞后木板速度水平向左，大小也是 木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有 解得 木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间，位移，末速度 \ （2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有 可得 对滑块，则有加速度 滑块速度先减小到0，此时碰后时间为 此时，木板向左的位移为 末速度 滑块向右位移 此后，木块开始向左加速，加速度仍为 木块继续减速，加速度仍为 假设又经历二者速度相等，则有 解得 此过程，木板位移 末速度 滑块位移 此后木块和木板一起匀减速。 二者的相对位移最大为 滑块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为 （3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度 位移 所以木板右端离墙壁最远的距离为 题型二：运用动量、能量观点求解 例2. （2014天津卷第10题．16分）如图所示，水平地面上静止放置一辆小车，质量，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块置于的最右端，的质量．现对施加一个水平向右的恒力，运动一段时间后，小车左端固定的挡板发生碰撞，碰撞时间极短，碰后、粘合在一起，共同在的作用下继续运动，碰撞后经时间，二者的速度达到．求 （1）开始运动时加速度的大小； （2）、碰撞后瞬间的共同速度的大小； （3）的上表面长度． 【答案】（1）2.5m/s2 (2)1m/s (3)0.45m 【解析】⑴以为研究对象，由牛顿第二定律有 ① 代入数据解得 ② ⑵对碰撞后共同运动的过程，由动量定理得 ③ 代入数据解得 ④ ⑶设发生碰撞前，的速度为，对发生碰撞的过程，由动量守恒定律有 ⑤ 从开始运动到与发生碰撞前，由动能定理有 ⑥ 由④⑤⑥式，代入数据解得 ⑦ 二. 体验真题限时练（参考时间：35分钟） 1.(2019·江苏卷第15题.16分)如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： (1)A被敲击后获得的初速度大小vA； (2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小aB、aB′； (3)B被敲击后获得的初速度大小vB。 【答案】　(1)　(2)3μg　μg　(3)2 【解析】　A、B的运动过程如图所示： (1)设A、B的质量均为m，先敲击A时，由牛顿第二定律可知， A的加速度大小aA＝＝μg 在B上滑动时有2aAL＝v 解得：vA＝。 (2)对齐前，B所受A的摩擦力大小fA＝μmg，方向向左， 地面的摩擦力大小f地＝2μmg，方向向左， 合外力大小F＝fA＋f地＝3μmg 由牛顿第二定律F＝maB，得aB＝3μg 对齐后，A、B整体所受合外力大小F′＝f地＝2μmg 由牛顿第二定律F′＝2maB′，得aB′＝μg。 (3)设敲击B后经过时间t，A、B达到共同速度v，位移分别为xA、xB，A的加速度大小等于aA 则v＝aAt，v＝vB－aBt xA＝aAt2，xB＝vBt－aBt2 且xB－xA＝L 解得：vB＝2。 2.（2017年新课标Ⅲ卷第25题．20分） 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