2023届高考物理二轮复习主题突破练：9板块模型

主题突破练9 板块模型 【真题示范】 1．(2021·海南卷·17)如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速度地轻放在木板最右端．已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g. (1)滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小； (2)某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离； (3)若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功． 2．(2022·河北卷·13)如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为1 kg和2 kg，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为1 kg，A和C以相同速度v0＝10 m/s向右运动，B和D以相同速度kv0向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新物块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ＝0.1.重力加速度大小取g＝10 m/s2. (1)若0<k<0.5，求碰撞后瞬间新物块和新滑板各自速度的大小和方向； (2)若k＝0.5，从碰撞后到新物块与新滑板相对静止时，求两者相对位移的大小． 【模拟演练】 1.如图所示，静止在水平地面上的木板(厚度不计)质量为m1＝1 kg，与地面间的动摩擦因数为μ1＝0.2，质量为m2＝2 kg且可看成质点的小物块与木板和地面间的动摩擦因数均为μ2＝0.4，以v0＝4 m/s的水平初速度从左端滑上木板，经过t＝0.6 s滑离木板，g取10 m/s2，以下说法正确的是(　　) A．木板的长度为1.68 m B．小物块离开木板时，木板的速度为1.6 m/s C．小物块离开木板后，木板的加速度大小为2 m/s2，方向水平向右 D．小物块离开木板后，木板与小物块将发生碰撞 2．(多选)如图甲，足够长的木板静置于水平地面上，木板右端放置一小物块．在t＝0时刻对木板施加一水平向右的恒定拉力F，作用1 s后撤去F，此后木板运动的v－t图像如图乙．物块和木板的质量均为1 kg，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．拉力F的大小为18 N B．物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.4 C．物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为3 m D．t＝2 s时刻，物块的速度减为0 3.质量M＝3 kg的滑板A置于粗糙的水平地面上，A与地面的动摩擦因数μ1＝0.3，其上表面右侧光滑段长度L1＝2 m，左侧粗糙段长度为L2，质量m＝2 kg、可视为质点的滑块B静止在滑板上的右端，滑块与粗糙段滑板的动摩擦因数μ2＝0.15，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2，现用F＝18 N的水平恒力拉动A向右运动，当A、B分离时，B对地的速度vB＝1 m/s，求L2的值． 4．如图所示，长木板静止在光滑的水平面上，小铁块静止在长木板左端，长木板右端紧靠固定在水平面上的竖直弹性挡板，某时刻小铁块自长木板左端以v0＝ 6 m/s的速度向右运动，经过一段时间后与挡板相碰，碰撞过程没有能量损失，最终小铁块恰好没有从长木板上滑下．已知小铁块与长木板质量均为m＝1 kg，二者间的动摩擦因数μ＝0.6，重力加速度g＝10 m/s2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求： (1)小铁块和长木板的最终速度大小及长木板的长度； (2)整个过程中小铁块和长木板因摩擦产生的热量． 5.如图所示，足够长的固定斜面倾角为30°，工件质量M＝2m，上表面光滑，长度l＝20 cm，可视为质点质量为m的物块位于工件顶端，工件下表面与斜面之间的动摩擦因数μ＝，现将物块和工件同时由静止释放，重力加速度大小取g＝10 m/s2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)物块经多长时间与工件挡板相碰； (2)假设碰撞为弹性碰撞，碰撞结束后工件的速度大小． 6．航空公司装卸货物时常因抛掷而造成物品损坏，为解决这个问题，某同学设计了如图所示的缓冲转运装置．装置A紧靠飞机，转运车B紧靠A，包裹C沿A的光滑曲面由静止滑下，经粗糙的水平部分后滑上转运车并最终停在转运车上被运走，B的右端有一固定挡板．已知C与A水平部分和B之间的动摩擦因数均为μ1＝0.2，缓冲装置A与水平地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1，不计转运车与地面间的摩擦．A、B的质量均为M＝40 kg，A、B水平部分的长度均为L＝4 m．包裹C可视为质点且无其他包裹影响，C与B的右挡板碰撞时间极短，碰撞损失的机械能可忽略．重力加速度g取10 m/s2.求： (1)要求包裹C在缓冲装置A上运动时A不动，则包裹C的质量最大不超过多少； (2)若某包裹