第3章 16微练16 “滑块—木板”模型中的动力学问题(作业课件)-【赢在微点·顶层设计】2026年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

微练16 “滑块—木板”模型中的动力学问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 2 3 4 一、选择题(1~2题为单项选择题，3~4题为多项选择题) 1.质量为20 kg、长为5 m的木板放在水平光滑的地面上。将质量为 10 kg的小铁块(可视为质点)，以6 m/s的速度从木板的左端水平冲上木板(如图所示)，小铁块与木板间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10 m/s2，下列说法不正确的是( ) A.小铁块与木板的共同速度是2 m/s B.小铁块不能滑出木板 C.木板一定向右滑动 D.小铁块能滑出木板 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 小铁块从木板的左端水平冲上木板，小铁块的加速度大小为a= =4 m/s2，方向水平向左；木板的加速度大小为a'== m/s2=2 m/s2，方向水平向右，木板一定向右滑动，C项正确；设小铁块与木板可以达到共速，且所用时间为t，则有v共=v0-at=a't，解得t=1 s，v共=2 m/s，此过程小铁块与木板的相对位移为Δx=x铁-x板=t-t=t=3 m<L=5 m，则小铁块不能滑出木板, A、B两项正确。综上所述，应选择D。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2025·汕头模拟)滑沙运动是小朋友比较喜欢的一项运动，其运动过程可类比为如图所示的模型，倾角为37°的斜坡上有长为1 m的滑板，滑板与沙间的动摩擦因数为。小孩(可视为质点)坐在滑板上端,与滑板一起由静止开始下滑，小孩与滑板之间的动摩擦因数为0.4，小孩的质量与滑板的质量相等，斜坡足够长，sin 37°=0.6，cos 37° =0.8，g取10 m/s2，下列说法正确的是( ) A.小孩在滑板上下滑的加速度大小为2 m/s2 B.小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为2 m/s2 C.经过1 s的时间，小孩离开滑板 D.小孩离开滑板时的速度大小为0.8 m/s 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 对小孩，由牛顿第二定律得，加速度大小为a1==2.8 m/s2，同理对滑板，加速度大小a2==0.8 m/s2，A、B两项错误；小孩与滑板分离时，有a1t2-a2t2=L，解得t=1 s，离开滑板时小孩的速度大小v=a1t=2.8 m/s，C项正确，D项错误。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.如图所示，质量为1 kg的木板B静置在足够大的水平地面上，其左端有一可视为质点、质量为2 kg的物块A，现对物块A施加一水平向右、大小为9 N的恒力，两者由静止开始运动，2 s后撤去恒力，物块A恰好能到达木板B的右端。已知物块A与木板B间的动摩擦因数为0.2,木板B与水平地面间的动摩擦因数为0.1，取重力加速度大小g= 10 m/s2，下列说法正确的是( ) A.撤去恒力时木板B的速度大小为2 m/s B.木板B的长度为2.5 m C.木板B运动的最大距离为9 m D.物块A运动的最大距离为13.5 m 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 撤去恒力前，对B由牛顿第二定律得μ1mAg-μ2(mA+mB)g=mBaB，解得aB=1 m/s2，撤去恒力时木板B的速度大小为vB=aBt=2 m/s，A项正确；撤去恒力前，对A由牛顿第二定律得F-μ1mAg=mAaA，解得aA=2.5 m/s2，撤去恒力时物块A的速度大小为vA=aAt=5 m/s，撤去恒力后，A做匀减速运动，由牛顿第二定律得μ1mAg=mAa1，解得A的加速度大小为a1=μ1g=2 m/s2，撤去恒力后，B依然做匀加速运 动；撤去恒力，物块A恰好能到达木板B的右端，则A到达B右端时二者有共同速度,可得v=vA-a1t1=vB+aBt1，解得t1=1 s，v=3 m/s，A、 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 B达到共同速度时木板B运动的距离为xB=aB(t+t1)2=4.5 m，A、B达到共同速度时物块A运动的距离为xA=t+t1=9 m，木板B的长度为L=xA-xB=4.5 m，B项错误；A、B达到共同速度以后共同做匀减速运动，加速度大小为a==μ2g=1 m/s2，此后运动的位移大小为x==4.5 m，木板B运动的最大距离为xBm=xB+x=9 m，物块A运动的最大距离为xAm=xA+x=13.5 m，C、D两项正确。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2024·黑吉辽卷)一足够长木板置于水平地面上，二者间的动摩擦因数为μ。t=0时，木板在水平恒力作用下，由静止开始向右运动。某时刻，一小物块以与木板等大、反向的速度 从右端滑上木板。已知t=0到t=4t0的时间内， 木板速度v随时间t变化的图像如图所示，其 中g为重力加速度大小。t=4t0时刻，小物块 与木板的速度相同。下列说法正确的是( ) 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.小物块在t=3t0时刻滑上木板 B.小物块和木板间动摩擦因数为2μ C.小物块与木板的质量比为3∶4 D.t=4t0之后小物块和木板一起做匀速运动 1 5 6 7 2 3 4 v-t图像的斜率表示加速度，可知t=3t0时刻木板的加速度发生改变,可知小物块在t=3t0时刻滑上木板，A项正确；设小物块和木板间动摩擦因数为μ0，根据题意结合图像可知物块开始滑上木板时的速度 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 大小为v0=μgt0，方向水平向左，物块在木板上滑动的加速度大小a0==μ0g，经过t0时间与木板共速，此时速度大小为v共=μgt0,方向水平向右，即物块先向左减速，后反向向右加速，由运动学规律得+=t0，解得μ0=2μ，B项正确；设木板质量为M，物块质量为m，根据图像可知物块未滑上木板时，木板的加速度为 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 a==μg，由牛顿第二定律得F-μMg=Ma，解得F=μMg，根据图像物块滑上木板后木板的加速度为a'==-μg，此时对木板由牛顿第二定律得F-μg-μ0mg=Ma'，解得=，C项错误；假设t=4t0之后小物块和木板一起共速运动，对整体F-μ(m+M)g=μMg-μMg=0，此时整体处于平衡状态，假设成立，即t=4t0之后小物块和木板一起做匀速运动，D项正确。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 二、非选择题 5.(2025·深圳模拟)如图是一种大型户外水上游乐活动的简化图，光滑斜面轨道固定在地面上，浮板A与斜面底部平滑连接并靠在一起。游客从斜面顶端静止滑下，经过斜面底端后，沿浮板的上表面从左端水平滑上浮板。游客滑上浮板的同时，立即启动引擎，使浮板在恒定牵引力F的作用下沿直线驶向目的地。 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 已知：斜面高h=1.8 m，游客和浮板的质量均为m=50 kg，浮板长度L=3 m，游客与浮板之间的动摩擦因数μ=0.5，水对浮板的阻力f= 300 N，重力加速度取g=10 m/s2。求： (1)游客滑到斜面底端时速度的大小； (2)游客刚滑上浮板时加速度的大小； (3)为保证游客不会脱离浮板，牵引力F应满足的条件。 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)游客从斜面滑下的过程，根据动能定理，有 mgh=mv2， 解得v=6 m/s。 (2)游客刚滑上浮板时，根据牛顿第二定律，有 μmg=ma， 解得a=5 m/s2。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)设人滑上浮板后，浮板的加速度为a'，经时间t人与浮板共速，要想保证游客不会脱离浮板，则有 v-at=a't， vt-at2-a't2≤L， 解得a'≥1 m/s2， 由牛顿第二定律得F+μmg-f=ma'， 解得F≥100 N。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 6.如图所示，质量mA=2 kg的小物块A可以看作质点，以初速度v0= 3 m/s滑上静止的木板B左端，木板B足够长，当A、B的速度达到相同后，A、B又一起在水平面上滑行直至停下。已知mB=1 kg，A、B间的动摩擦因数μ1=0.2，木板B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1，g取 10 m/s2。求： (1)小物块A刚滑上木板B时，A、B的加速 度大小aA和aB； (2)A、B速度达到相同所经过的时间t； (3)A、B一起在水平面上滑行至停下的距离。 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)根据题意可知，A与B之间的滑动摩擦力大小f1=μ1mAg=4 N， B与水平面之间的滑动摩擦力大小 f2=μ2(mA+mB)g=3 N， 当A刚滑上B时，由牛顿第二定律，对A有 f1=mAaA， 对B有f1-f2=mBaB， 解得aA=2 m/s2，aB=1 m/s2。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)设A、B达到相同的速度为v，对A、B相对滑动的过程，由公式v=v0+at对A有 v=v0-aAt， 对B有v=aBt， 解得t=1 s，v=1 m/s。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得 f2=(mA+mB)a， 一起在水平面上滑行至停下过程 0-v2=-2ax， 解得x=0.5 m。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 7.如图所示，倾角α=30°的足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一长L=1.8 m、质量M=3 kg的薄木板，木板的最上端叠放一质量m=1 kg的小物块，物块与木板间的动摩擦因数μ=，对木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由静止开始向上 做匀加速直线运动，假设物块与木板间的最大静 摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10 m/s2。 (1)为使物块不滑离木板，求力F应满足的条件； (2)若F=37.5 N，物块能否滑离木板?若不能，请说明理由；若能，求出物块滑离木板所用的时间。 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)对木板、物块整体，由牛顿第二定律可得 F-(M+m)gsin α=(M+m)a， 对物块，有f-mgsin α=ma， 为使物块不滑离木板，则f≤μmgcos α， 解得F≤30 N， 因为要拉动，有F>(M+m)gsin α， 解得F>20 N， 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 为使物块不滑离木板，力F应满足的条件为20 N<F≤30 N。 (2)若F=37.5 N>30 N，物块能滑离木板 对木板，有F-Mgsin α-μmgcos α=Ma1， 对物块，有μmgcos α-mgsin α=ma2， 设经时间t物块滑离木板，由运动学公式有 a1t2-a2t2=L， 解得t=1.2 s。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$