第4章 专题9 滑块一滑板模型-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理必修1同步课件 (人教版 江苏专版)

物理 必修第一册 RJ 江苏专版 1 9 专题9 滑块一滑板模型 刷题型 2 1.[广东广州广雅中学2024高一上期末] 如图所示，质量分别为 与 的、两物体静止在水平地面上，已知、间的动摩擦因数 ， A A.当 时，两物体均静止不动 B.当时，、 必定产生相对滑动 C.当时，、间的摩擦力大小为 D.当时，的加速度大小为 与地面间的动摩擦因数，重力加速度 ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，对 施加一水平拉力 后，下列说法正确的是( ) 题型1 外力作用下的滑块—滑板（水平面内） 3 解析 A、B间的最大静摩擦力为 ,B与地面间的最大静摩擦力为 ,故当 时,两物体均静止不动,A正确；A、B间恰好发生相对滑 动时,对整体有,对A有,联立解得 ,所以只有当 时,A、B间才发生相对滑动,B错误；当 时,A、B相对静止,一起滑动,对整体有 ,对A有,解得,C错误；当 时,A、B相对静 止,一起滑动,对整体有,解得 ,D错误. 题型1 外力作用下的滑块—滑板（水平面内） 4 2.[河北石家庄一中2024高一上期末] 如图甲所示，粗糙的水平地面上有长木板，小滑块 （可看成质点）放置于长木板上的最右端.现将一个水平向右的力 作用在长木板的右端，让长木 板从静止开始运动，一段时间后撤去力的作用，滑块和长木板的 图像如图乙所示.已知长木 板和小滑块的质量均为，小滑块始终没有从长木板上滑下，重力加速度取 ， 则下列说法正确的是( ) B 甲 乙 A.长木板与地面之间的动摩擦因数为0.3 B.拉力的大小为 C.后，长木板的加速度大小为 D.长木板的长度至少为 题型1 外力作用下的滑块—滑板（水平面内） 5 解析 由题图乙可知,在时撤去力,此时长木板的速度为, 时两者速度均 为,内,滑块的加速度大小为,由牛顿第二定律有 ,解得 ,内,长木板的加速度大小为 ,由牛顿第二定律有 ,解得,A错误；内,长木板 的加速度大小为 ,由牛顿第二定律有,解得 ,B正确；因 ,故后小滑块和长木板 相对静止,对整体受力分析,由牛顿第二定律有 ,解得,C错误；内,小滑块 的位移大小为 ,长木板的位移大小为 ,小滑 块始终没有从长木板上滑下,故长木板的长度至少为 ,D错误. 题型1 外力作用下的滑块—滑板（水平面内） 6 3.如图甲所示，长、质量的木板放在水平地面上，质量的小物块 （可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止.现用一水平向左的力作用在木板 上，通过 传感器测得两物体的加速度与力 的变化关系如图乙所示.最大静摩擦力等于滑动摩擦力， .求： 甲 题型1 外力作用下的滑块—滑板（水平面内） 7 （1）与地面间的动摩擦因数及、间的动摩擦因数 ； [答案] 0.2; 0.4 解析 由题图乙知,当外力时,对整体有,又 , 联立可得 , 当时,小物块与木板发生相对滑动,对小物块,由牛顿第二定律可得 , 由题图乙知 , 解得 . 题型1 外力作用下的滑块—滑板（水平面内） 8 （2）图乙中 的数值； 乙 [答案] 解析 当时,对物块和木板整体有,可得 . 题型1 外力作用下的滑块—滑板（水平面内） 9 （3）若水平恒力，小物块从木板上滑落所用的时间 . [答案] 解析 若水平恒力,木板 的加速度为 , 则小物块从木板上滑落时二者的位移差 , 联立解得 . 题型1 外力作用下的滑块—滑板（水平面内） 10 4.[湖南长沙名校联考联合体2024高一上联考] 如图所示，一辆货车运输规格相同的长木板，木板 装载成两层平放在车厢里.已知木板间的动摩擦因数为 ，木板与车厢间的动摩擦因数为 ，假 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，货车紧急刹车时的加速度大小为，每块木板的质量均为 ， 重力加速度为，上层木板最前端离驾驶室距离为 ，则下列说法正确的是( ) D A.刹车时，上层木板会受到向左的摩擦力 B.当时，下层木板受到车厢对它的摩擦力为 C.若 ，下层木板一定会相对车厢发生滑动 D.若 ，要使货车在紧急刹车时上层木板不撞上驾驶室，货车在水平路面上匀速行驶的速 度应不超过 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 11 解析 刹车时,上层木板相对下层木板有向左运动的趋势,所以会受到向右的摩擦力,故A错误；当 时,下层木板受到车厢对它的静摩擦力 与上层木板对它的滑动摩擦力的合力产生其加速度, 由牛顿第三定律可知上层木板对下层木板的滑动摩擦力大小等于下层木板对上层木板的滑动摩擦 力大小,根据牛顿第二定律,有,当 时,解得下层木板受到车厢对它的摩擦力 为,故B错误；当时,对下层木板受力分析,根据牛顿第二定律,有 ,可知 随着的增大,变大,当时下层木板刚好与车厢相对静止,此时车的加速度 ,所以 当时,下层木板才会相对车厢发生滑动,故C错误；当 时,若上层木板恰好不撞上驾 驶室,对车有,对上层木板有,联立解得 ,故D正确. 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 12 5.如图所示，的质量，的质量，与 之间的动摩擦因数 ，与地面间的动摩擦因数，与的初速度都为， C A.与一起减速到零，二者减速过程中的位移为 B.比先减速到零，比多运动的位移为 C.比先减速到零，比多运动的位移为 D.比先减速到零，比多用的时间为 足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 ,则下列说法正确的是 ( ) 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 13 解析 假设A与B一起减速,则加速度的大小为 ,A减速的最大加速度大小为 ,假设不成立,B比A先减速到零,A减速的加速度大小为 ,对B, 根据牛顿第二定律有,解得 ,A比B多用的时间为 ,A比B多运动的位移为 ,A、B、D错误,C正确. 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 14 6.[重庆2024调研] 如图甲所示，一质量为 的长木板在粗糙水平地面上向右运动，在 时刻，长木板的速度为,此时将一质量为 的小物块（可视为质点）无初 速度地放在长木板的右端，取向右为正方向，二者在内运动的 图像如图乙所示.已知 重力加速度 . 甲 乙 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 15 思路导引 图为本题第（2）问的过程示意图,可清楚地看出物块距长木板右端的距离为 . 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 16 （1）求小物块与长木板间的动摩擦因数以及长木板与地面间的动摩擦因数 ； [答案] 0.1; 0.3 解析 由题图乙可知,小物块的加速度 , 长木板的加速度 , 对小物块受力分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有 , 对长木板受力分析,水平方向上受物块向左的摩擦力和地面向左的摩擦力,根据牛顿第二定律,有 , 联立解得, . 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 17 （2）若小物块不从长木板上掉下,求小物块最终停在距长木板右端多远处； [答案] 解析 图线与时间轴所围图形的面积表示位移大小,则 内小物块相对于长木板向左运动 的位移大小 , 小物块受到的摩擦力大小 , 长木板受到地面的滑动摩擦力大小 , 后长木板与小物块均做减速运动,根据受力分析和牛顿第二定律,小物块的加速度 , 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 18 长木板的加速度 , 小物块从末到停下来的位移 , 长木板从末到停下来的位移 , 故小物块最终停在距木板右端 处. 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 19 （3）若在 时,使小物块的速度突然反向（大小不变）,小物块恰好停在长木板的左端,则长木 板的长度 为多少？ [答案] 解析 在 时,使小物块的速度突然反向,则小物块受到向右的摩擦力,一直到速度减小为零； 长木板受向左的两个摩擦力,一直到速度减为零.小物块相对长木板向左运动,加速度大小 ,长木板的加速度大小 ,小物块的位移大小 ,长木板的位移大小,故 末到最终稳定,两者 的相对位移大小,故长木板的长度 . 题型2 有一定初速度的滑块—滑板（水平面内） 20 7.[安徽江南十校2024高一上联考] 如图所示，、 物块间的接触面与斜面平行，从斜面上由静 止释放后，二者保持相对静止一起沿斜面加速下滑.已知的质量为，、 之间动摩擦因数为 ，与斜面之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 .下列说法 正确的是( ) B A.、间摩擦力大小为 B.、间摩擦力大小为 C.若斜面光滑，则、间摩擦力为 D.可能小于 题型3 斜面上的滑块—滑板 21 解析 设B物块的质量为 ,对A、B整体,由牛顿第二定律得 ,解得 ,设A、B间静摩 擦力大小为 ,B对A的静摩擦力方向沿斜面向上,规定沿斜面向下为正方向,对A受力分析,由牛顿第 二定律得,解得 , 若斜面光滑,则 ,A、B间摩擦力为0,故A、C错误,B正确；由题可知,A、B间最大静摩擦力 ,即 ,所以 ,故D错误. 题型3 斜面上的滑块—滑板 22 8.如图甲所示，一质量为的长木板静置于光滑的斜面上，其上放置一质量为 的小滑块，斜面 倾角 ，木板受到沿斜面向上的拉力作用时，用传感器测出长木板的加速度与拉力 的 关系如图乙所示，重力加速度，， .设最大静摩擦力等于 滑动摩擦力，求： 甲 乙 题型3 斜面上的滑块—滑板 23 （1）小滑块与木板间的动摩擦因数； [答案] 0.75 解析 由题图乙可知,当时,对整体受力分析,由平衡条件可得 , 解得 , 当时,对木板受力分析,根据牛顿第二定律有 , 整理得长木板的加速度 , 由题图乙可知时图线的斜率,纵轴截距为 , 联立解得,, . 题型3 斜面上的滑块—滑板 24 （2）当拉力大小为 时，长木板的加速度大小. [答案] 解析 当拉力时,对木板,有 , 解得 . 题型3 斜面上的滑块—滑板 25 $$