专题09 板块叠加模型--2023-2024学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第一册）

第四章　运动和力的关系 专题09：板块叠加模型 题组一　外力作用下的滑块—滑板模型 1.(2023江苏南京期末)如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的铁块。设铁块和木板之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给铁块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数)，木板和铁块的加速度大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线正确的是 (　　) 2.(2023江苏无锡期末)如图甲，质量为0.5 kg的物块A和足够长的木板B叠放在光滑水平面上，t=0时刻，木板B受到水平向右的拉力F作用，0~4 s内，F随时间t变化的关系如图乙，木板B的加速度a与时间t的关系如图丙。若A与B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。则 (　　) A.木板B的质量为1.5 kg B.物块A与木板B之间的动摩擦因数为0.4 C.2~4 s内，物块A的加速度随时间均匀增大 D.2~4 s内，物块A的速度随时间均匀增大 3.(2023江苏南京师范大学附属中学期末)如图所示，将木块A和木板B叠放在水平地面上，木块质量mA=2 kg，木板质量mB=1 kg，木块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.3，木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1，取重力加速度g=10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，对木块施加一个水平向右的恒力F。 (1)若F=9 N，求木块A的加速度大小和A、B之间的摩擦力的大小； (2)若F=16 N，求木块A的加速度大小和A、B之间的摩擦力的大小。 4.(2023安徽合肥期末)如图所示，在粗糙的水平地面上有一足够长的质量为M=2 kg的长木板，在长木板右端有一质量为m=1 kg的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数μ1=0.2，长木板与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1，长木板与小物块均静止。现用F=15 N的水平恒力向右拉长木板，经时间t=1 s撤去水平恒力F。 (1)在F的作用下，长木板的加速度为多大？ (2)刚撤去F时，小物块离长木板右端多远？ (3)最终小物块离长木板右端多远？ 题组二　有初速度的滑块—滑板模型 5.(2022江苏苏州吴江中学)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v-t图像如图乙所示，重力加速度g=10 m/s2，则下列说法正确的是 (　　) 　　 A.M=m B.M=3m C.木板的长度为8 m D.木板与物块间的动摩擦因数为0.1 6.(2023山东枣庄月考)如图所示，质量为M的长木板A在光滑水平面上以大小为v0的速度向左运动，一质量为m的小木块B(可视为质点)，以大小也为v0的速度水平向右冲上木板左端，B、A间的动摩擦因数为μ，最后B未滑离A。已知M=2m，重力加速度为g。求： (1)A、B达到共同速度的时间和共同速度的大小； (2)木板A的最短长度L。 7.(2023江苏常州适应性检测)一长木板置于粗糙水平地面上，木板右端放置一小物块，如图所示。木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4。t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向墙壁运动，当t=1 s时，木板以大小为v1=4 m/s的速度与墙壁碰撞(碰撞时间极短)，碰撞前后木板速度大小不变，方向相反。运动过程中小物块第一次减速为零时恰好从木板上掉下。已知木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)t=0时刻木板的速度大小； (2)木板的长度。 8.(2022北京顺义第一中学月考)如图所示，质量m1=2 kg的小物块放在足够长的质量m2=1 kg的木板的左端，板和物块间的动摩擦因数μ1=0.2，板和水平面间的动摩擦因数μ2=0.1，两者均静止。现突然给木板向左的大小为v0=3.5 m/s的初速度，同时对小物块施加一水平向右的恒定拉力F=10 N，当木板向左运动最远时撤去F，取重力加速度g=10 m/s2。求： (1)木板开始运动时，小物块和木板的加速度大小； (2)木板向左运动最远的时间； (3)整个过程中，木板在水平面上滑行的位移大小。 答案与解析 第四章　运动和力的关系 专题强化练9　板块叠加模型 1.A　 思路点拨 当F比较小时，两个物体相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度相同，根据牛顿第二定律得出加速度与时间的关系；当F比较大时，铁块相对于木板运动，两者加速度不同，根据牛顿第二定律分别对两个物体研究，得出加速度与时间的关系，再根据图像的斜率选择对应的图像。 当F比较小时，铁块和木板相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律得a1=a2==t，则a1、a2均正比于t，故C错误。当F增大到一定值时，铁块相对于木板运动，根据牛