课后限时练09 力学三大观点在 “板—块”模型中的应用(培优课)（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（江苏专版）

课后限时练9　力学三大观点在 “板—块”模型中的应用(培优课) 说明：本试卷总分25分 1．(10分)一质量M＝1.6 kg的物体P静止于足够大的光滑水平面上，其截面如图所示，图中ab为粗糙的水平面，长度L＝1.5 m，bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的、长度可忽略的光滑圆弧连接，现有一质量m＝0.8 kg的小物块以大小v0＝6 m/s的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度h＝0.3 m，g取10 m/s2，求： (1)物块从a点向左运动到最高点的过程中，物体、物块系统减小的机械能ΔE′和物块在ab段受到的摩擦力大小f ； (2)物块第二次经过b点时，物体P的速度大小v2。 [解析]　(1)以v0的方向为正方向，物块和物体组成的系统水平方向动量守恒 由动量守恒定律得mv0＝(m＋M)v1 代入数据解得v1＝2 m/s。 由能量守恒定律有 ΔE′＝－mgh 代入数据解得ΔE′＝7.2 J 同理有ΔE′＝fL 代入数据解得f ＝4.8 N。 (2)设物块第二次经过b点时的速度大小为v3，方向向右，根据动量守恒和能量守恒，则有 mv0＝Mv2－mv3 ＋mgh＝ 代入数据解得v2＝3 m/s。 [答案]　(1) 7.2 J　4.8 N　(2)3 m/s 2．(15分)(2025·江苏苏州高三统考期末)如图所示，光滑水平地面上有一质量为M＝2 kg的木板，木板的左端放有一质量为m＝1 kg的小木块，木块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.1。在木板两侧地面上各有一竖直固定墙壁，起初木板靠左侧墙壁静止放置。现给木块向右的水平初速度v0＝3 m/s，在此后运动过程中木板与墙壁碰撞前木块和木板均已相对静止，木块始终没有从木板上掉下，木块与墙壁不发生碰撞。设木板与墙壁碰撞时间极短且无机械能损失，g取10 m/s2，求： (1)第一次碰撞墙壁对木板的冲量大小I； (2)木板的最短长度L； (3)木块与木板发生相对滑动的时间总和t。 [解析]　(1)取水平向右为正方向，当木块、木板共速时，由动量守恒定律可得 mv0＝(M＋m)v1 解得v1＝1 m/s 因为木板与墙壁碰撞无机械能损失，所以木板与墙壁碰撞后速度大小相等，方向相反，所以第一次碰撞墙壁对木板的冲量大小 I＝|－Mv1－Mv1| 解得I＝4 N·s 第一次碰撞墙壁对木板的冲量大小为4 N·s。 (2)木块第二次在木板上相对静止的位置到木板左端的距离为木板的最短长度。设木块第二次与木板相对静止时的速度大小为v2，则有 Mv1－mv1＝(M＋m)v2 解得v2＝ m/s 由于第二次相对静止之前木块相对木板都只向同一方向运动，根据能量守恒定律可得 ＝μmgLmin 解得Lmin＝ m。 (3)木块与木板第一次共速后，两者相对运动过程中木板始终在做减速运动，可以将木板所有减速过程连成一个完整的减速过程，其初速度为v1＝1 m/s，末速度为零，相对滑动阶段木板加速度大小 aM＝＝0.5 m/s2 第一次共速前木板加速的时间t1＝＝2 s 此后所有相对滑动时间为t′＝＝2 s 则木块与木板发生相对滑动的总时间为t＝t1＋t′＝4 s。 [答案]　(1)4 N·s　(2) m　(3)4 s 11/11 学科网（北京）股份有限公司 $