2023届高考物理一轮复习讲义：专题309 牛顿运动定律——板块模型

努力必有收获，坚持必会成功，加油向未来！ 高三一轮同步复习专题309 牛顿运动定律的应用七（板块模型） 【典例1】（水平面光滑且无外力F）长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=1kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．木板获得的动能为0.5J B．系统损失的机械能为1.5J C．木板A的最小长度为1m D．A、B间的动摩擦因数为0.1 【变式训练1】如图甲所示，光滑水平面上有一上表面粗糙的长木板，时刻质量的滑块以速度滑上长木板左端，此后滑块与长木板运动的图像如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．长木板的质量为 B．长木板的长度为 D．内长木板对滑块做功大小为 C．内滑块与长木板间因摩擦产生的热量为 【典例2】（水平面光滑且有外力F）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=10m/s2，下列说法正确的是（ ） A．长木板的质量M=2kg 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=7N时，长木板的加速度大小为3m/s2 D．当水平拉力F增大时，小滑块的加速度大小不超过2m/s2 【变式训练1】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 【变式训练2】如图所示，质量的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力，当小车向右运动的速度达到时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为的小物块，物块与小车间的动摩擦因数，小车足够长。求： （1）小物块放后，小物块及小车的加速度各为多大？ （2）经多长时间两者达到相同的速度？ （3）从小物块放上小车开始，经过小物块通过的位移大小为多少？（取）。 【变式训练3】如图所示，在光滑的水平地面上静止地叠放着两个物体、，之间的动摩擦因数为0.2，质量2kg，质量1kg，从0时刻起，受到一向右的水平拉力的作用，随时间的变化规律为。时撤去外力，运动过程中一直未滑落，取则（　　） A．时，、发生相对滑动 B．时，的速度为 C．撤去外力瞬间，的速度为 D．撤去外力后，再经过，、速度相等 【典例3】（水平面粗糙无外力F）如图甲所示，质量为2kg的木板B静止在水平面上．某时刻物块A（可视为质点）从木板的左侧沿木板上表面滑上木板，初速度此后A和B运动的图象如图乙所示，取重力加速度，设A与B上表面之间的动摩擦因数，与水平面间的动摩擦因数，则（　　） A．， B．， C．A的质量为4kg D．A的质量为6kg 【变式训练1】如图所示，长度为、质量为的木板放置于水平地面上，质量为的滑块放置于木板最左端，已知滑块和木板之间的动摩擦因数为，木板和地面之间的动摩擦因数为，重力加速度为，现给滑块一个向右的冲量，最终滑块静止在木板上。下列说法正确的是（　　） A．滑块一直做匀减速运动 B．滑块和木板相对运动的时间为 C．木板和地面因摩擦产生的内能为 D．木板和地面因摩擦产生的内能为 【变式训练2】如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道固定在地面上，A为轨道最高点，质量为m=1kg的小滑块（看做质点）从A点正上方距离A高h=0.8m处由静止释放，经圆轨道最低点B后滑到位于水平面的木板上，木板足够长。已知当小滑块滑至B点时，对圆轨道压力大小为46N，木板质量M=2kg，其上表面与圆弧轨道相切于B点。（取g＝10m/s2） (1)求圆弧轨道的半径R (2)若地面不光滑，小物块与木板间的摩擦因数μ1=0.5，从小物块滑上木板开始计时，经过1s两物体速度大小相等，求地面与木板间的动摩擦因数μ2等于多少。 【典例4】（水平面粗糙且有外力F）如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（　　） A．当时，A相对B开始滑动 B．当时，A的加速度为 C．当时，A的加速度为 D．无论F为何值，B的加速度不会超过 【变式训练1】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