高中物理滑块滑板专题题目.doc

(多选)(2017玉溪一中检测)如图333所示，A、B两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体，已知A和C的质量都是1 kg，B的质量是2 kg，A、B间的动摩擦因数是0.3，其它摩擦不计。由静止释放，C下落一定高度的过程中(C未落地，B未撞到滑轮)，下列说法正确的是图333AA、B两物体发生相对滑动BA物体受到的摩擦力大小为2.5 NCB物体的加速度大小是2.5 m/s2D细绳的拉力大小等于10 N审题探究(1)若A、B间不发生相对滑动，如何求A、B间的摩擦力？(2)若求细绳的拉力，是整体法还是隔离法？解析假设AB相对静止，将ABC看做一个整体，对整体有mCg(mAmBmC)a，解得a2.5 m/s2，则A的加速度为a2.5 m/s2，水平方向上B给A的静摩擦力产生加速度，即有fmAa，即得f2.5 N，而AB间发生相对滑动的最大静摩擦力为fmmAg3 Nf，故假设成立，所以AB相对静止，A错误，BC正确；设绳子的拉力为T，则根据牛顿第二定律可得T(mAmB)a7.5 N，故D错误。答案BC1(2017湖北联考)如图339所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m。现施水平力F拉B(如图甲)，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动。若改用水平力F拉A(如图乙)，使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F不得超过图339A2FB.C3F D.解析先用整体法考虑，对A、B整体：F(m2m)a，木块A能与B一起共同加速运动就是靠B对A的静摩擦力，将A隔离可得A、B间最大静摩擦力fmaF/3。若将F作用在A上，此时B的加速度是由A对B的静摩擦力提供，隔离B可得B能与A一起运动而不发生相对滑动的最大加速度af/2m；再用整体法考虑，对A、B整体F(m2m)aF/2，因而正确选项为B。答案B临界问题2导学号：06170198(多选)(2014江苏单科)如图3310所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则下列说法正确的是图3310A当F2mg时，A、B都相对地面静止B当Fmg时，A的加速度为gC当F3mg时，A相对B滑动D无论F为何值，B的加速度不会超过g解析A、B间的最大静摩擦力fAm2mg，B与地面间的最大静摩擦力为fBmmg。逐渐增大拉力F，当Fmg时，A、B间相对静止，B与地面开始相对滑动，故选项A错误；当A、B间刚开始相对滑动时，由牛顿第二定律，对物块A有F2mg2ma，对物块B有2mgmgma，联立两式得F3mg，也就是当F3mg时，物块A、B开始相对滑动，因此Fmg时，A、B相对静止，整体应用牛顿第二定律可得此时的加速度为aAg，故选项B、C正确；物块A、B间，B与地面间都相对滑动时，B的加速度为aBg，此后无论F为何值，只要A、B间相对滑动，B的加速度就是g，所以B的加速度不会超过此值，选项D正确。答案BCD如图3312甲，质量M1 kg的木板静止在水平面上，质量m1 kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知木板与地面间的动摩擦因数10.1，铁块与木板间的动摩擦因数20.4，取g10 m/s2。现给铁块施加一个水平向左的力F。图3312(1)若力F恒为8 N，经1 s铁块运动到木板的左端。求木板的长度L。(2)若力F从零开始逐渐增加，且木板足够长。试通过分析与计算，在图乙中作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象。审题探究(1)铁块和木板分别受几个力的作用？它们的位移关系如何？画出两物体运动示意图。(2)当力F多大时木板相对地面开始滑动？当力F多大时铁块相对木板开始滑动？解析(1)对铁块，由牛顿第二定律F2mgma1，对木板，由牛顿第二定律2mg1(Mm)gMa2，设木板的长度为L，经时间t铁块运动到木板的左端，则s木a2t2，s铁a1t2，s铁s木L，解得L1 m。(2)当F1(mM)g2 N时，系统没有被拉动，静摩擦力f与外力F大小相等，即fF。当F1(mM)g2 N时，如果M，m相对静止，铁块与木板有相同的加速度a，则F1(mM)g(mM)a，Ffma，解得F2f2，此时f2mg4 N，也即F6 N，所以当2 NF6 N时，f1。当F6 N时，M，m相对滑动，此时铁块受到的摩擦力为f2mg4 N，fF图象如下图所示。1导学号：06170201(多选)(2017山西、河北、河南三省联考)如图3313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g10 m/s2，则下列说法正确的是图3313A小滑块的质量m2 kgB当F8 N时，滑块的加速度为1 m/s2C滑块与木板之间的动摩擦因数为0.1D力随时间变化的函数关系一定可以表示为F6t(N)解析当F等于6 N时，加速度a1 m/s2。对整体受力分析，由牛顿第二定律有F(Mm)a，代入数据解得Mm6 kg；当F大于6 N时，根据牛顿第二定律得aF，知图线的斜率k，解得M2 kg，滑块的质量为m4 kg，选项A错误。根据F大于6 N时的图线知，F6 N时，a1 m/s2，代入数据解得0.1，当F8 N时，长木板的加速度为a2 m/s2。根据mgma得ag1 m/s2，选项B、C正确。当M与m共同加速运动时，力随时间变化的函数关系一定可以表示为F6t(N)，当F大于6 N后，发生相对滑动，表达式不是F6t(N)，选项D错误。答案BC2导学号：06170202如图3314所示，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的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力Fkt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是图3314解析在m2与m1相对滑动前，Fkt(m1m2)a1，a1与t成正比关系，a1t关系图线的斜率为，当m1与m2相对滑动后，m1受的力是Ff1m2gm1a1，a1为一恒量，对m2有Fm2gm2a2，得a2g，斜率为，可知A正确，B、C、D错误。答案A3导学号：06170203如图3315所示，物块A、木板B的质量均为m10 kg，不计A的大小，B板长L3 m。开始时A、B均静止。现使A以某一水平初速度从B的最左端开始运动。已知A与B、B与水平面之间的动摩擦因数分别为10.3和20.1，g取10 m/s2。图3315(1)若物块A刚好没有从B上滑下来，则A的初速度多大？(2)若把木板B放在光滑水平面上，让A仍以(1)问中的初速度从B的最左端开始运动，则A能否与B脱离？最终A和B的速度各是多大？解析(1)A在B上向右匀减速运动，加速度大小a11g3 m/s2木板B向右匀加速运动，加速度大小a21 m/s2由题意知，A刚好没有从B上滑下来，则A滑到B最右端时和B速度相同，设为v，得时间关系：t位移关系：L解得v02 m/s。(2)木板B放在光滑水平面上，A在B上向右匀减速运动，加速度大小仍为a11g3 m/s2B向右匀加速运动，加速度大小a23 m/s2设A、B达到相同速度v时A没有脱离B，由时间关系解得v m/sA的位移xA3 mB的位移xB1 m由xAxB2 m可知A没有与B脱离，最终A和B的速度相等，大小为 m/s。(2017昆明检测)如图3320甲所示，质量mA1 kg，mB2 kg的A、B两物块叠放在一起静止于粗糙水平地面上。t0时刻，一水平恒力F作用在物块B上，t1 s时刻，撤去F，B物块运动的速度时间图象如图乙所示，若整个过程中A、B始终保持相对静止，则下列说法正确的是图3320A物块B与地面间的动摩擦因数为0.2B13 s内物块A不受摩擦力作用C01 s内物块B对A的摩擦力大小为4 ND水平恒力的大小为12 N解析在vt图象中图线的斜率大小等于物块运动的加速度大小，则a14 m/s2，a22 m/s2，对两物块受力分析，由牛顿第二定律可得：F(mAmB)g(mAmB)a1，(mAmB)g(mAmB)a2，解得：0.2，F18 N，选项A正确，选项D错误；13 s内两物块一起运动，物块A也具有水平向左的加速度，对其受力分析，可知：B对A施加了水平向左的静摩擦力，选项B错误；同理在01 s内物块A也具有水平向右的加速度，对其受力分析，可知：B对A施加了水平向右的静摩擦力，由牛顿第二定律可得：FfmAa14 N，选项C正确。如图3323所示，光滑水平面上放置着质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为图3323AmgB2mgC3mg D4mg解析当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合外力为mg，由牛顿第二定律知aAg；对于A、B整体，加速度aaAg，由牛顿第二定律得F3ma3mg。(2017洛阳一模)如图3327所示，可看作质点的小物块放在长木板正中间，已知长木板质量为M4 kg，长度为L2 m，小物块质量为m1 kg，长木板置于光滑水平地面上，两物体皆静止。现在用一大小为F的水平恒力作用于小物块上，发现只有当F超过2.5 N时，两物体间才能产生相对滑动，设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g取10 m/s2。图3327(1)求小物块和长木板间的动摩擦因数。(2)若一开始力F就作用在长木板上，且F12 N，则小物块经过多长时间从长木板上掉下？解析(1)设两物体间的最大静摩擦力为fm，当F2.5 N作用于小物块时，对整体，由牛顿第二定律有F(Mm)a对长木板，由牛顿第二定律有fmMa联立可得fm2 N小物块在竖直方向上受力平衡，所受支持力Nmg，由摩擦力性质有fmmg解得0.2。(2)F12 N作用于长木板时，两物体发生相对滑动，设长木板、小物块加速度分别为a1、a2对长木板，由牛顿第二定律有FfmMa1，解得a12.5 m/s2对小物块，由牛顿第二定律有fmma2，解得a22 m/s2由匀变速直线运动规律，两物体在t时间内的位移为s1a1t2，s2a2t2小物块刚滑下长木板时s1s2L，联立解得t2 s。答案(1)0.2(2)2 s12导学号：06170211(2017广州一模)质量M3 kg的滑板A置于粗糙的水平地面上，A与地面的动摩擦因数10.3，其上表面右侧光滑段长度L12 m，左侧粗糙段长度为L2，质量m2 kg、可视为质点的滑块B静止在滑板上的右端，滑块与粗糙段的动摩擦因数20.15，取g10 m/s2，现用F18 N的水平恒力拉动A向右运动，当A、B分离时，B对地的速度vB1 m/s，求L2的值。图3328解析在F的作用下，A做匀加速运动，B静止不动，当A运动位移为L1时B进入粗糙段，设此时A的速度为vA，则对A：由动能定理：FL21(Mm)gL1MvB进入粗糙段后，设A加速度为aA，B加速度为aB，对A：由牛顿第二定律：F1(Mm)g2mgMaA对B：由牛顿第二定律：2mgmaB由得vA2 m/s，由得aA0即A以vA2 m/s的速度做匀速直线运动直至A、B分离，设分离时B的速度为vB，B在粗糙段滑行的时间为t，则：对A：sAvAt对B：vBaBtsBaBt2又：sAsBL2联立解得：L21 m。答案1 m