微突破6 “滑块—木板”模型中的动力学问题(专项训练)(全国通用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-23
|
3份
|
39页
|
631人阅读
|
20人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 板块/子弹打木块模型,滑块斜(曲)面模型,滑块弹簧模型 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.14 MB |
| 发布时间 | 2026-07-23 |
| 更新时间 | 2026-07-23 |
| 作者 | 物理D世界 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58933829.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦“滑块—木板”模型动力学问题,按无外力/受恒定外力分级设题,融合创新情境与高考真题,构建基础到实战的递进训练体系。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础演练(题型01)|3题(含多选、计算)|无外力板块模型,涉及相对运动、共速条件|从摩擦力分析切入,建立运动学公式与动量守恒关联|
|基础演练(题型02)|6题(含变力、多过程)|受恒定外力模型,含临界状态判断|深化牛顿运动定律应用,衔接v-t图像分析|
|重难·创新演练|7题(含磁场、电场综合)|跨章节情境,考查模型迁移能力|融合电磁学知识,提升科学思维中的模型建构|
|真题·实战演练|2题(高考真题)|真实情境问题,强调实际应用|对接高考命题趋势,强化科学态度与责任|
内容正文:
微突破6 “滑块—木板”模型中的动力学问题(专项训练)(原卷版)
目录
模拟·基础演练 1
⏳ 题型01 没有其他外力的板块模型 1
⏳ 题型02 受恒定外力的板块模型 4
重难·创新演练 7
真题·实战演练 11
模拟·基础演练
⏳题型01 没有其他外力的板块模型
考查重点:没有其他外力的板块模型
1.(2026·辽宁大连·模拟预测)(多选)如图(a)所示,水平地面上有一足够长的、质量为1kg的木板,木板上放有一可视为质点、质量为1kg的物块。给木板一水平向右的初速度,同时也给物块一水平向左的初速度,物块恰好未滑离木板,整个运动过程中,木板的速度随时间变化关系如图(b)所示,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A.物块与木板之间的动摩擦因数为0.6
B.木板与地面之间的动摩擦因数为0.4
C.物块的初速度大小为
D.木板的长度为5m
2.(2026·河南驻马店·模拟预测·改编)如图所示,足够长的水平传送带以恒定的速度顺时针转动,右端与光滑的平台平滑衔接,平台右侧有一长为、质量为的长木板乙放在光滑水平面上,长木板的上表面与平台等高。质量为的物体甲以的速度从右端冲上长木板,滑到长木板的最左端时长木板刚好与平台碰撞,同时物体甲滑上平台,长木板与平台碰撞后速度立即减为0,但与平台不粘连。已知物体甲与长木板上表面动摩擦因数为,物体甲与传送带间的动摩擦因数为,物体甲可视为质点,重力加速度取。求:
(1)开始长木板的最左端到平台边缘的距离;
3.(2026·湖北武汉·三模)如图(a)所示,木板静置在粗糙水平面上,两个可视为质点的物块、以大小为的水平速度同时从左右两端滑上木板,运动过程中、恰好不相碰。从、滑上开始计时,以向右为正方向,内,的速度一时间图像如图(b)所示。已知、、的质量分别为、、,、与之间的动摩擦因数相同,重力加速度大小取。求
(1)A与地面间的动摩擦因数;
(2)、、达到共速的时刻;
(3)木板的长度。(本小问不要求写出计算过程,只写出答案即可)
⏳题型02 受恒定外力的板块模型
考查重点:受恒定外力的板块模型
4.(2026·湖北武汉·模拟预测)如图甲所示,一滑块置于足够长的长木板左端,木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为2 kg,现在滑块上施加一个F=0.5t(N)的变力作用,从t=0时刻开始计时,滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.5
B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2
C.图乙中t2=28 s
D.木板的最大加速度为2 m/s2
5.(2017·黑龙江大庆·一模)(多选)如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示,取g=10,则( )
A.滑块的质量m=2kg,木板的质量M=4kg
B.当F=8N时,滑块的加速度为1
C.滑块与木板之间的动摩擦因数为0.2
D.当0<F<6N时,滑块与木板之间的摩擦力随F变化的函数关系
6.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)(多选)如图所示,质量的足够长木板B静止在粗糙水平地面上,质量的小物块A静止在B的右端。已知B的下表面与地面之间的动摩擦因数,B的上表面与A之间的动摩擦因数,重力加速度为。现对B施加一水平向右的拉力,拉力F随时间t变化的规律为,下列判断正确的是( )
A.时,B的速度大小为
B.时,A受到的摩擦力大小为
C.时,B的速度大小为
D.的时间内,A的位移大小为7m
7.(2026·河北唐山·一模)(多选)如图所示,物块和木板静止叠放在光滑水平地面上,左边缘对齐。现用水平恒力向右拉动物块,使其从木板右端离开。此时,木板具有一定速度,物块与木板的速度差为,下列措施中能使增大的有( )
A.仅增大水平恒力 B.仅增大物块质量
C.仅增大木板质量 D.仅增大物块与木板间的动摩擦因数
8.如图所示,有一个质量为足够长的木板A静止在光滑的水平地面上,在木板的左端静止放置一个大小不计、质量为的小物体B,A、B间的动摩擦因数为,g取。求:
(1)当对B施加水平向右的力时,A、B保持相对静止,A、B加速度各为多大?
(2)当时,A、B发生相对滑动,则A、B加速度各为多大?
(3)的力作用0.5s后撤去,再经过多长时间A、B共速?
9.如图所示,在光滑的水平面上有一足够长且质量M=4kg的长木板B,在长木板的右端放一质量m=1kg的小物块A,长木板与小物块间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,初始时长木板与小物块均静止,现用水平恒力F向右拉长木板B。
(1)若要使小物块A和木板B间发生相对滑动,求拉力F的最小值;
(2)若F=14N,经时间=1s撤去水平恒力F,则
①刚撤去F时,小物块A离长木板B右端多远?
②最终小物块A的速度多大?
重难·创新演练
设题创新:创新情境(T1);跨章节综合(T2、T3、T7); 素养提升训练(T4、T5、T6);
1.(2026·湖北黄冈·二模)在滑冰场上有质量的孩童,站在质量的长木板的一端,该孩童与木板在水平光滑冰面上一起以的速度向右运动。若孩童以的加速度匀加速跑向另一端,并从端点水平跑离木板时,木板恰好静止,则下列判断正确的是( )
A.孩童跑动时受到木板的摩擦力方向向左
B.孩童在木板上运动的时间为
C.木板对地位移为2m
D.木板长度为1.5m
2.▶新考法◀(2026·福建三明·二模)如图,上表面粗糙且足够长的绝缘板P静止在光滑水平面上,板的左端放置一带正电的小滑块Q,空间加一垂直纸面向外的匀强磁场。t=0时,对Q施加一水平向右的恒力F,设Q受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则滑块Q的v—t图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3.▶新考法◀(2026·吉林·模拟预测)(多选)如图所示,空间有一垂直纸面向外、磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,木板左端放置、带电荷量的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加水平向左大小为的恒力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.滑块在木板上先后做匀加速运动、变加速运动、匀速运动
B.滑块在木板上匀加速运动的时间为3 s
C.滑块在木板上运动最终的速度为6 m/s
D.若滑块经时间t达到最大速度,则t秒内滑块位移为
4.(2026·云南·三模)(多选)如图甲所示,质量的小物块A静置于质量的足够长的木板B的左端.时,A受到水平向右的外力作用,随时间的变化关系如图乙所示,A与B间摩擦力大小随时间的变化关系如图丙所示,重力加速度取,接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.A与B间的动摩擦因数为
B.B与地面间的动摩擦因数为
C.B的最大速度为
D.
5.▶新考法◀(2026·湖南长沙·三模)(多选)如图所示长为L质量为M=2 m的长木板B放置在质量不计的薄板(带光滑的轻滑轮)上,质量为m可看成质点的小物块A置于木板的左端,A和B通过轻绳相连(轻绳水平),A和B间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g,不考虑其他任何摩擦,在薄板上施加一个水平向右的力F,下列说法正确的是( )
A.为使AB间不产生相对滑动,拉力F的最大值为0.4 mg
B.若F=2 mg,当小物块A滑离长木板B时,小物块A的速度为
C.若F=2 mg,当小物块A滑离长木板B时,薄板移动了3.5 L
D.如果将B固定在薄板上,细绳拉力T随着F的增大而增大
6.(2026·安徽合肥·模拟预测)(多选)如图甲所示,质量为的木板B静置在水平地面上,质量为的木块A放置在木板B左端,时刻对木块A施加水平向右的拉力,时,木板B与墙壁发生碰撞,同时撤去,碰撞后木板B速度大小不变,方向反向,一段时间后木块与木板共同运动,运动过程的图像如图乙所示,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A.木块A与木板B间的动摩擦因数
B.木板B与地面间的动摩擦因数
C.木板B的长度至少为
D.水平拉力的大小为
7.▶新考法◀(2026·辽宁沈阳·三模)如图所示,在光滑绝缘水平面上有一个质量为M的长带电体B,电荷量为+q(q>0);在带电体上表面的左侧放有一质量为m、可视为质点的绝缘滑块A,整个装置处于场强大小为、方向水平向右的匀强电场中。距离带电体B的右端L处有一绝缘的挡板,带电体从静止释放,与该挡板发生弹性碰撞,碰撞时间极短,且碰撞过程中带电体的电荷量、电性均不发生改变。已知M=3m,带电体与滑块之间的滑动摩擦力大小为f=3mg(假设最大静摩擦等于滑动摩擦力),g为重力加速度的大小,不计空气阻力。
(1)求带电体B第一次与挡板碰撞后的瞬间,A和B的各自加速度大小;
(2)带电体B第一次与挡板碰撞反弹后,在B向左运动的过程中滑块A没有从带电体上滑出,求B向左运动的最大距离;
真题·实战演练
高频考点:“滑块—木板”模型中的动力学问题
1.(2026·河北·高考真题)如图所示,质量为的木板上放有一个质量为的机器人,木板始终受到水平向右、大小为的恒力作用。初始时木板与机器人一起以的速度沿水平地面向右匀速运动。机器人正上方有一个沿竖直方向可以伸缩、水平向右速度恒为的机械夹爪。某时刻夹爪将机器人向上提起,后放回木板,同时夹爪缩回,机器人在摩擦力的作用下最终与木板相对静止。取,机器人可视为质点,机器人被提起和放下瞬间竖直方向速度均为零。求
(1)机器人被提起的内,木板位移的大小。
(2)从机器人被放回木板到与木板相对静止的过程中,摩擦力对机器人所做的功。
2.(2024·新疆河南·高考真题)如图,一长度的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上,薄板的右端与平台的边缘O对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动,当薄板运动的距离时,物块从薄板右端水平飞出;当物块落到地面时,薄板中心恰好运动到O点。已知物块与薄板的质量相等。它们之间的动摩擦因数,重力加速度大小。求
(1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间;
(2)平台距地面的高度。
1 / 12
学科网(北京)股份有限公司
$
微突破6 “滑块—木板”模型中的动力学问题(专项训练)(解析版)
目录
模拟·基础演练 1
⏳ 题型01 没有其他外力的板块模型 1
⏳ 题型02 受恒定外力的板块模型 4
重难·创新演练 9
真题·实战演练 18
模拟·基础演练
⏳题型01 没有其他外力的板块模型
考查重点:没有其他外力的板块模型
1.(2026·辽宁大连·模拟预测)(多选)如图(a)所示,水平地面上有一足够长的、质量为1kg的木板,木板上放有一可视为质点、质量为1kg的物块。给木板一水平向右的初速度,同时也给物块一水平向左的初速度,物块恰好未滑离木板,整个运动过程中,木板的速度随时间变化关系如图(b)所示,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A.物块与木板之间的动摩擦因数为0.6
B.木板与地面之间的动摩擦因数为0.4
C.物块的初速度大小为
D.木板的长度为5m
【答案】AD
【详解】AB.由图(b)可知,在内,木板的加速度大小为
设物块与木板之间的动摩擦因数为,木板与地面之间的动摩擦因数为,对木板受力分析有
在内,木板的加速度大小为
对木板受力分析可知,木板的加速度的大小为
联立可解得,故A正确,B错误;
C.在内,物块的加速度大小为
所以物块的初速度大小为,有
解得,故C错误;
D.在内,物块的位移大小为,方向向左;
木板的位移大小为,方向向右。
所以木板的长度为,故D正确。
故选AD。
2.(2026·河南驻马店·模拟预测·改编)如图所示,足够长的水平传送带以恒定的速度顺时针转动,右端与光滑的平台平滑衔接,平台右侧有一长为、质量为的长木板乙放在光滑水平面上,长木板的上表面与平台等高。质量为的物体甲以的速度从右端冲上长木板,滑到长木板的最左端时长木板刚好与平台碰撞,同时物体甲滑上平台,长木板与平台碰撞后速度立即减为0,但与平台不粘连。已知物体甲与长木板上表面动摩擦因数为,物体甲与传送带间的动摩擦因数为,物体甲可视为质点,重力加速度取。求:
(1)开始长木板的最左端到平台边缘的距离;
【答案】(1)
【详解】(1)物体甲向左冲上长木板乙后,物体甲做匀减速直线运动,长木板乙做匀加速直线运动,对物体甲由牛顿第二定律得
解得
该过程中物体甲的位移为
对长木板乙由牛顿第二定律得
解得
长木板乙的位移为
又
解得
开始长木板的最左端到平台边缘的距离为
3.(2026·湖北武汉·三模)如图(a)所示,木板静置在粗糙水平面上,两个可视为质点的物块、以大小为的水平速度同时从左右两端滑上木板,运动过程中、恰好不相碰。从、滑上开始计时,以向右为正方向,内,的速度一时间图像如图(b)所示。已知、、的质量分别为、、,、与之间的动摩擦因数相同,重力加速度大小取。求
(1)A与地面间的动摩擦因数;
(2)、、达到共速的时刻;
(3)木板的长度。(本小问不要求写出计算过程,只写出答案即可)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据速度时间图像的斜率表示加速度,可知A加速的加速度大小为
的加速度大小为
对,根据牛顿第二定律有
解得
对A,根据牛顿第二定律有
联立解得A与地面间的动摩擦因数
(2)设A、经时间达到共速,根据运动学公式有,
A、共速后一起减速,继续做匀变速直线运动,设再经过时间,三者达到共速。设A、共速后一起减速时的加速度大小为,对A、根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有,
又
联立解得
(3)三者共速后,一起减速到零,设一起减速时的加速度大小为,减速的时间为,对A、、根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有
联立解得
因为、刚好不相碰,说明木板长度为、相对A的位移大小之和。由A、、三者的速度时间图像,板长为内图像与坐标轴所围成的面积。
可得
⏳题型02 受恒定外力的板块模型
考查重点:受恒定外力的板块模型
4.(2026·湖北武汉·模拟预测)如图甲所示,一滑块置于足够长的长木板左端,木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为2 kg,现在滑块上施加一个F=0.5t(N)的变力作用,从t=0时刻开始计时,滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.5
B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2
C.图乙中t2=28 s
D.木板的最大加速度为2 m/s2
【答案】D
【详解】A.由题图乙可知,滑块与木板之间的滑动摩擦力为8 N,则滑块与木板间的动摩擦因数为,故A错误;
B.由题图乙可知时刻木板相对地面开始滑动,此时滑块与木板相对静止,则木板与水平地面间的动摩擦因数为,故B错误;
CD.时刻,滑块与木板将要发生相对滑动,此时滑块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力
两物体的加速度相等,且木板的加速度达到最大,则对木板有
解得
对滑块有
解得
则由F=0.5t(N),可知,故C错误,D正确。
故选D。
5.(2017·黑龙江大庆·一模)(多选)如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示,取g=10,则( )
A.滑块的质量m=2kg,木板的质量M=4kg
B.当F=8N时,滑块的加速度为1
C.滑块与木板之间的动摩擦因数为0.2
D.当0<F<6N时,滑块与木板之间的摩擦力随F变化的函数关系
【答案】BD
【详解】AC.当,滑块木板一起加速,对整体由牛顿第二定律
由图乙,时,代入得
当,滑块木板相对滑动,对长木板受力分析,
即
由图乙,该段直线过点和,解得,故AC错误;
B.相对滑动后,滑块加速度仅由滑动摩擦力提供,已相对滑动,滑块加速度仍为,故B正确;
D.当0<F<6N时,滑块与木板之间的摩擦力随F变化的函数关系,故D正确。
故选BD。
6.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)(多选)如图所示,质量的足够长木板B静止在粗糙水平地面上,质量的小物块A静止在B的右端。已知B的下表面与地面之间的动摩擦因数,B的上表面与A之间的动摩擦因数,重力加速度为。现对B施加一水平向右的拉力,拉力F随时间t变化的规律为,下列判断正确的是( )
A.时,B的速度大小为
B.时,A受到的摩擦力大小为
C.时,B的速度大小为
D.的时间内,A的位移大小为7m
【答案】BD
【详解】A.当拉力时,A、B开始运动,即时开始运动。考虑长木板与小滑块相对静止,一起向前加速过程,对整体分析,由牛顿第二定律有
刚要发生相对滑动时
解得
因此时,木板与小滑块一起向前加速,未发生相对滑动,设时,两者共同速度为,因时两者才开始运动,的时间内,拉力的冲量
根据动量定理,对A、B组成的整体有
解得A、B的速度为,故A错误;
B.时,A、B仍一起加速,设加速度为,整体上由牛顿第二定律有
对A有
联立可得,故B正确;
C.时,设两者共同速度为,同理根据动量定理可求得
的时间内,木板与小滑块发生相对滑动,时,设B的速度,对B根据动量定理有
解得,故C错误;
D.的时间内,物块A做匀加速直线运动,位移,故D正确。
故选BD。
7.(2026·河北唐山·一模)(多选)如图所示,物块和木板静止叠放在光滑水平地面上,左边缘对齐。现用水平恒力向右拉动物块,使其从木板右端离开。此时,木板具有一定速度,物块与木板的速度差为,下列措施中能使增大的有( )
A.仅增大水平恒力 B.仅增大物块质量
C.仅增大木板质量 D.仅增大物块与木板间的动摩擦因数
【答案】AC
【详解】设物块的质量为,木板的质量为,物块与木板间的动摩擦因数为,木板长为。对物块进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得物块向右匀加速运动的加速度为
同理对木板进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得木板向右匀加速运动的加速度为
物块从木板右端离开时,相对位移等于木板的长度,则根据匀变速直线运动的位移公式有
解得物块在木板上运动的时间为
则物块与木板的速度差为
所以仅增大水平恒力或仅增大木板的质量,都会使增大,而仅增大物块质量和仅增大物块与木板间的动摩擦因数,都会使减小。
故选AC。
8.如图所示,有一个质量为足够长的木板A静止在光滑的水平地面上,在木板的左端静止放置一个大小不计、质量为的小物体B,A、B间的动摩擦因数为,g取。求:
(1)当对B施加水平向右的力时,A、B保持相对静止,A、B加速度各为多大?
(2)当时,A、B发生相对滑动,则A、B加速度各为多大?
(3)的力作用0.5s后撤去,再经过多长时间A、B共速?
【答案】(1)
(2),
(3)
【详解】(1)由题知,当对B施加水平向右的力时,A、B保持相对静止,则A、B加速度相等,根据牛顿第二定律,对A、B组成的整体有
解得
(2)由题知,当时,A、B发生相对滑动,根据牛顿第二定律,对A有
解得
对B有
解得
(3)的力作用0.5s后撤去,则此时A、B的速度分别为,
撤去F后,A所受力的情况不变,则A的加速度仍为,而B在水平方向上只受到向左的滑动摩擦力作用,做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有
解得
设经时间,两者共速,则有
解得
9.如图所示,在光滑的水平面上有一足够长且质量M=4kg的长木板B,在长木板的右端放一质量m=1kg的小物块A,长木板与小物块间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,初始时长木板与小物块均静止,现用水平恒力F向右拉长木板B。
(1)若要使小物块A和木板B间发生相对滑动,求拉力F的最小值;
(2)若F=14N,经时间=1s撤去水平恒力F,则
①刚撤去F时,小物块A离长木板B右端多远?
②最终小物块A的速度多大?
【答案】(1)10N
(2)①0.5m;②2.8m/s
【详解】(1)以A、B整体为研究对象有
摩擦力提供A的加速度,最大加速度为
当时,F有最小值,代入数据得
(2)①当F=14N时,A、B相对滑动,对A有
对B有
解得
刚撤去F时,小物块离长木板右端有
②撤去F后,A还是以加速
B做减速运动,减速的加速度满足
解得
设A、B从撤去F到共速需要的时间,则有
解得=2.8m/s
重难·创新演练
设题创新:创新情境(T1);跨章节综合(T2、T3、T7); 素养提升训练(T4、T5、T6);
1.(2026·湖北黄冈·二模)在滑冰场上有质量的孩童,站在质量的长木板的一端,该孩童与木板在水平光滑冰面上一起以的速度向右运动。若孩童以的加速度匀加速跑向另一端,并从端点水平跑离木板时,木板恰好静止,则下列判断正确的是( )
A.孩童跑动时受到木板的摩擦力方向向左
B.孩童在木板上运动的时间为
C.木板对地位移为2m
D.木板长度为1.5m
【答案】D
【详解】A.孩童向右做匀加速运动,加速度向右,合力向右,孩童水平方向仅受木板的摩擦力,因此摩擦力方向向右,故A错误;
B.孩童和木板组成的系统动量守恒,设孩童离开木板时速度为,由动量守恒
代入数据得
已知孩童对地加速度
由运动学公式
得运动时间,故B错误;
C.对木板,由牛顿第三定律,木板受到孩童的摩擦力大小,方向向左,木板加速度
木板对地位移,故C错误;
D.孩童对地位移
木板长度等于孩童相对于木板的位移,故D正确。
故选D。
2.▶新考法◀(2026·福建三明·二模)如图,上表面粗糙且足够长的绝缘板P静止在光滑水平面上,板的左端放置一带正电的小滑块Q,空间加一垂直纸面向外的匀强磁场。t=0时,对Q施加一水平向右的恒力F,设Q受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则滑块Q的v—t图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】小滑块Q运动起来后受到重力、竖直向下的洛伦兹力qvB,向右的拉力F和向左的摩擦力。若一开始两者间的静摩擦力足够大,Q和P一起向右加速,则加速度为保持不变,所以v-t图线应为过原点的倾斜直线;
若一开始Q和P相对滑动,对Q,根据牛顿第二定律,有
解得
随着速度不断增大,加速度逐渐减小,对P有
可得
随着速度不断增大,加速度逐渐增大,当两者加速度相等时,保持相对静止,一起做匀加速运动。
故选D。
3.▶新考法◀(2026·吉林·模拟预测)(多选)如图所示,空间有一垂直纸面向外、磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,木板左端放置、带电荷量的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加水平向左大小为的恒力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.滑块在木板上先后做匀加速运动、变加速运动、匀速运动
B.滑块在木板上匀加速运动的时间为3 s
C.滑块在木板上运动最终的速度为6 m/s
D.若滑块经时间t达到最大速度,则t秒内滑块位移为
【答案】AB
【详解】A.当的恒力作用于长木板时,滑块初始速度为0,洛伦兹力也为0
假设滑块和木板不发生相对滑动,对整体有
代入数据,解得
对滑块进行分析,滑块的最大加速度由滑动摩擦力来提供,有
代入数据,解得
,假设成立,滑块和木板有共同的加速度,滑块受到的是静摩擦力
滑块在木板上先做匀加速直线运动,加速度为
当滑块开始有速度,滑块会受到竖直向上的洛伦兹力,大小为
滑块的最大静摩擦力为
速度增大,最大静摩擦力减小,当最大静摩擦力减小到时,滑块与木板恰好要发生相对滑动,此时滑块的速度为
此后滑块的速度会继续增大,滑块的加速度也会继续减小,滑块在木板上做变加速运动
,直到加速度减为0,,
洛伦兹力也不再变化,速度达到最大值,滑块最终在木板上做匀速直线运动,选项A正确;
B.滑块在木板上匀加速运动的时间
选项B正确;
C.滑块在木板上最终的速度为,由
解得
选项C错误;
D.滑块做匀加速直线运动的位移
滑块做变加速直线运动的时间
此阶段的加速度
其中
变加速阶段,滑块的位移与时间不是简单的线性关系,t秒内,滑块位移与时间也不可能是线性关系,选项D错误;
故选AB。
4.(2026·云南·三模)(多选)如图甲所示,质量的小物块A静置于质量的足够长的木板B的左端.时,A受到水平向右的外力作用,随时间的变化关系如图乙所示,A与B间摩擦力大小随时间的变化关系如图丙所示,重力加速度取,接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.A与B间的动摩擦因数为
B.B与地面间的动摩擦因数为
C.B的最大速度为
D.
【答案】AC
【详解】A.由图丙可知,时、间静摩擦力达到最大值
由
解得,故A正确;
B.由图丙可知,时地面对的静摩擦力达到最大值 ,此时、刚要滑动,由
解得,故B错误;
C.内、一起加速,时,时,拉力
根据牛顿第二定律
解得
平均加速度,时速度
内:加速度
解得
时
对A物体,根据牛顿第二定律
解得A加速度由增至,因为加速度随时间均匀变化,所以平均加速度大小为
时
后
A减速,且
解得A的加速度大小为
B加速,仍有
解得
设经共速,有
解得
B的最大速度,故C正确;
D.根据图像可知,后两者间摩擦力小于最大静摩擦力,且两者共速后,由于地面与B间动摩擦因数小于A与B间动摩擦因数,所以一起减速,结合C选项分析可知,故D错误。
故选AC。
5.▶新考法◀(2026·湖南长沙·三模)(多选)如图所示长为L质量为M=2 m的长木板B放置在质量不计的薄板(带光滑的轻滑轮)上,质量为m可看成质点的小物块A置于木板的左端,A和B通过轻绳相连(轻绳水平),A和B间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g,不考虑其他任何摩擦,在薄板上施加一个水平向右的力F,下列说法正确的是( )
A.为使AB间不产生相对滑动,拉力F的最大值为0.4 mg
B.若F=2 mg,当小物块A滑离长木板B时,小物块A的速度为
C.若F=2 mg,当小物块A滑离长木板B时,薄板移动了3.5 L
D.如果将B固定在薄板上,细绳拉力T随着F的增大而增大
【答案】BC
【详解】A.设绳子张力为,薄板质量不计,因此滑轮受力满足
AB不发生相对滑动时,则两者加速度相同,即
对A受力分析,由牛顿第二定律有
对B受力分析,由牛顿第二定律有
联立解得
当达到最大静摩擦时,则,故A错误;
B.当时,则
AB发生相对滑动,
对A有
解得
对B有
解得
A相对于B的相对加速度
滑离时相对位移
解得
则 A的速度,故B正确;
C.绳子总长不变,可得加速度关系
则薄板加速度
薄板的位移,故C正确;
D.B固定在薄板上时,当力比较小时,两者一起加速,对于物块,由摩擦力提供合外力,绳拉力为零,此过程,拉力增大,绳的拉力没有增大,故D错误。
故选BC。
6.(2026·安徽合肥·模拟预测)(多选)如图甲所示,质量为的木板B静置在水平地面上,质量为的木块A放置在木板B左端,时刻对木块A施加水平向右的拉力,时,木板B与墙壁发生碰撞,同时撤去,碰撞后木板B速度大小不变,方向反向,一段时间后木块与木板共同运动,运动过程的图像如图乙所示,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A.木块A与木板B间的动摩擦因数
B.木板B与地面间的动摩擦因数
C.木板B的长度至少为
D.水平拉力的大小为
【答案】BCD
【详解】A.设木块的质量为,木块与木板间的动摩擦因数为,由题图乙可知,木板与墙壁发生碰撞后,木块向右做匀减速直线运动,设其加速度大小为,则由图像可得
对木块进行受力分析可知,此时木块只受到木板对其水平向左的摩擦力的作用,所以对木块A列牛顿第二定律方程有
解得,故A错误;
B.设木板的质量为,木板与地面间的动摩擦因数为,木板与墙壁发生碰撞后,木板先向左做匀减速直线运动,设其加速度大小为,则有
对木板B进行受力分析可知,此时木板受到地面以及木块A的水平向右的摩擦力的作用,所以对木板列牛顿第二定律方程有
解得,故B正确;
C.图像与坐标轴围成的面积代表位移,则从木板与墙壁发生碰撞到木块与木板达到共速过程中,木块的位移为
木板的位移为
所以木板的长度至少为,故C正确;
D.由题图乙可知,内木块与木板一起向右做匀加速直线运动,设其加速度为,则有
则由牛顿第二定律有
解得水平拉力的大小为,故D正确。
故选BCD。
7.▶新考法◀(2026·辽宁沈阳·三模)如图所示,在光滑绝缘水平面上有一个质量为M的长带电体B,电荷量为+q(q>0);在带电体上表面的左侧放有一质量为m、可视为质点的绝缘滑块A,整个装置处于场强大小为、方向水平向右的匀强电场中。距离带电体B的右端L处有一绝缘的挡板,带电体从静止释放,与该挡板发生弹性碰撞,碰撞时间极短,且碰撞过程中带电体的电荷量、电性均不发生改变。已知M=3m,带电体与滑块之间的滑动摩擦力大小为f=3mg(假设最大静摩擦等于滑动摩擦力),g为重力加速度的大小,不计空气阻力。
(1)求带电体B第一次与挡板碰撞后的瞬间,A和B的各自加速度大小;
(2)带电体B第一次与挡板碰撞反弹后,在B向左运动的过程中滑块A没有从带电体上滑出,求B向左运动的最大距离;
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)带电体从静止释放,设A、B保持相对静止一起向右加速运动,对A、B整体,由牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
以A为对象,由牛顿第二定律可得
假设成立;B第一次碰撞挡板后反弹向左运动,碰撞时间极短,A速度仍向右,A相对B向右运动,二者发生相对滑动,对A由牛顿第二定律可得
解得A的加速度大小为
对B由牛顿第二定律可得
解得B的加速度大小为
(2)设B第一次碰撞挡板前瞬间的速度大小为,根据运动学公式可得
解得
带电体B第一次与挡板碰撞反弹后,A向右做加速度大小为的减速运动,B向左做加速度大小为的减速运动,A的速度先减为0后反向向右加速到与B共速,设该过程经历的时间为,则有,
联立解得,
该过程B向左运动的距离为
A、B共速后保持相对静止一起向左做加速度大小为的匀减速直线运动,根据运动学公式可得
解得
则B向左运动的最大距离为
真题·实战演练
高频考点:“滑块—木板”模型中的动力学问题
1.(2026·河北·高考真题)如图所示,质量为的木板上放有一个质量为的机器人,木板始终受到水平向右、大小为的恒力作用。初始时木板与机器人一起以的速度沿水平地面向右匀速运动。机器人正上方有一个沿竖直方向可以伸缩、水平向右速度恒为的机械夹爪。某时刻夹爪将机器人向上提起,后放回木板,同时夹爪缩回,机器人在摩擦力的作用下最终与木板相对静止。取,机器人可视为质点,机器人被提起和放下瞬间竖直方向速度均为零。求
(1)机器人被提起的内,木板位移的大小。
(2)从机器人被放回木板到与木板相对静止的过程中,摩擦力对机器人所做的功。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据题意,设木板与地面间的摩擦因数为,则有
解得
机器人被提起时,对木板有
解得
机器人被提起的2s内,木板位移的大小
(2)机器人被放回木板时,木板的速度为
机器人被放回木板后,恒力与地面对木板的摩擦力平衡,机器人和木板组成的系统所受合力为零,则由动量守恒定律有
解得
对机器人,由动能定理可得,摩擦力对机器人所做的功
2.(2024·新疆河南·高考真题)如图,一长度的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上,薄板的右端与平台的边缘O对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动,当薄板运动的距离时,物块从薄板右端水平飞出;当物块落到地面时,薄板中心恰好运动到O点。已知物块与薄板的质量相等。它们之间的动摩擦因数,重力加速度大小。求
(1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间;
(2)平台距地面的高度。
【答案】(1)4m/s;;(2)
【详解】(1)物块在薄板上做匀减速运动的加速度大小为
薄板做加速运动的加速度
对物块
对薄板
解得
(2)物块飞离薄板后薄板得速度
物块飞离薄板后薄板做匀速运动,物块做平抛运动,则当物块落到地面时运动的时间为
则平台距地面的高度
1 / 20
学科网(北京)股份有限公司
$
微突破6 “滑块—木板”模型中的动力学问题(专项训练)(答案版)
目录
模拟·基础演练 1
⏳ 题型01 没有其他外力的板块模型 1
⏳ 题型02 受恒定外力的板块模型 3
重难·创新演练 4
真题·实战演练 5
模拟·基础演练
⏳题型01 没有其他外力的板块模型
考查重点:没有其他外力的板块模型
1.【答案】AD
2.【答案】(1)
【详解】(1)物体甲向左冲上长木板乙后,物体甲做匀减速直线运动,长木板乙做匀加速直线运动,对物体甲由牛顿第二定律得
解得
该过程中物体甲的位移为
对长木板乙由牛顿第二定律得
解得
长木板乙的位移为
又
解得
开始长木板的最左端到平台边缘的距离为
3.【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)根据速度时间图像的斜率表示加速度,可知A加速的加速度大小为
的加速度大小为
对,根据牛顿第二定律有
解得
对A,根据牛顿第二定律有
联立解得A与地面间的动摩擦因数
(2)设A、经时间达到共速,根据运动学公式有,
A、共速后一起减速,继续做匀变速直线运动,设再经过时间,三者达到共速。设A、共速后一起减速时的加速度大小为,对A、根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有,
又
联立解得
(3)三者共速后,一起减速到零,设一起减速时的加速度大小为,减速的时间为,对A、、根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有
联立解得
因为、刚好不相碰,说明木板长度为、相对A的位移大小之和。由A、、三者的速度时间图像,板长为内图像与坐标轴所围成的面积。
可得
⏳题型02 受恒定外力的板块模型
考查重点:受恒定外力的板块模型
4.【答案】D
5.【答案】BD
6.【答案】BD
7.【答案】AC
8.【答案】(1)(2),(3)
【详解】(1)由题知,当对B施加水平向右的力时,A、B保持相对静止,则A、B加速度相等,根据牛顿第二定律,对A、B组成的整体有
解得
(2)由题知,当时,A、B发生相对滑动,根据牛顿第二定律,对A有
解得
对B有
解得
(3)的力作用0.5s后撤去,则此时A、B的速度分别为,
撤去F后,A所受力的情况不变,则A的加速度仍为,而B在水平方向上只受到向左的滑动摩擦力作用,做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有
解得
设经时间,两者共速,则有
解得
9.【答案】(1)10N(2)①0.5m;②2.8m/s
【详解】(1)以A、B整体为研究对象有
摩擦力提供A的加速度,最大加速度为
当时,F有最小值,代入数据得
(2)①当F=14N时,A、B相对滑动,对A有
对B有
解得
刚撤去F时,小物块离长木板右端有
②撤去F后,A还是以加速
B做减速运动,减速的加速度满足
解得
设A、B从撤去F到共速需要的时间,则有
解得=2.8m/s
重难·创新演练
设题创新:创新情境(T1);跨章节综合(T2、T3、T7); 素养提升训练(T4、T5、T6);
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】AB
4.【答案】AC
5.【答案】BC
6.【答案】BCD
7.【答案】(1),(2)
【详解】(1)带电体从静止释放,设A、B保持相对静止一起向右加速运动,对A、B整体,由牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
以A为对象,由牛顿第二定律可得
假设成立;B第一次碰撞挡板后反弹向左运动,碰撞时间极短,A速度仍向右,A相对B向右运动,二者发生相对滑动,对A由牛顿第二定律可得
解得A的加速度大小为
对B由牛顿第二定律可得
解得B的加速度大小为
(2)设B第一次碰撞挡板前瞬间的速度大小为,根据运动学公式可得
解得
带电体B第一次与挡板碰撞反弹后,A向右做加速度大小为的减速运动,B向左做加速度大小为的减速运动,A的速度先减为0后反向向右加速到与B共速,设该过程经历的时间为,则有,
联立解得,
该过程B向左运动的距离为
A、B共速后保持相对静止一起向左做加速度大小为的匀减速直线运动,根据运动学公式可得
解得
则B向左运动的最大距离为
真题·实战演练
高频考点:“滑块—木板”模型中的动力学问题
1.【答案】(1)(2)
【详解】(1)根据题意,设木板与地面间的摩擦因数为,则有
解得
机器人被提起时,对木板有
解得
机器人被提起的2s内,木板位移的大小
(2)机器人被放回木板时,木板的速度为
机器人被放回木板后,恒力与地面对木板的摩擦力平衡,机器人和木板组成的系统所受合力为零,则由动量守恒定律有
解得
对机器人,由动能定理可得,摩擦力对机器人所做的功
2.【答案】(1)4m/s;;(2)
【详解】(1)物块在薄板上做匀减速运动的加速度大小为
薄板做加速运动的加速度
对物块
对薄板
解得
(2)物块飞离薄板后薄板得速度
物块飞离薄板后薄板做匀速运动,物块做平抛运动,则当物块落到地面时运动的时间为
则平台距地面的高度
1 / 7
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。