精品人教2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題16與滑塊木板模型相關(guān)的功能問題千題精練

1、精品 試卷專題6.16與滑塊木板模型相關(guān)的功能問題一.選擇題1.如圖所示，光滑水平面上放著足夠長的木板B,木板B上放著木塊A, A、B接觸面粗糙.現(xiàn)用一水平拉力 F作用在B上，使其由靜止開始運(yùn)動，用 fi代表B對A的摩擦力，f2代表A對B的摩擦力，下列說法正確的有（）F做的功一定等于 A B系統(tǒng)動能的增加量F做的功一定小于 A B系統(tǒng)動能的增加量fi對A做的功等于A動能的增加量f2對B做的功等于B動能的增加量, 國，| 注【參考答案】C【名師解析】對整體分析可知，F(xiàn)做功轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為兩個物體的動能及系統(tǒng)的內(nèi)能3故F做的功一定大于AB系統(tǒng)動能的增加量故AB錯誤寧由動能定理可知右對A做的功等于A動能

2、的增加量3故C正確5 g對H做負(fù)功，由拉力做功的總功等干B動能的增加量；故D錯誤汗2.如圖，木塊A放在木板B的左端，A、B間接觸面粗糙，用恒力 F將木塊A拉到木板B的右端.第一次將 B固定在水平地面上，第二次將 B放在光滑水平地面上，則前后兩個過程中相同的量是（）A.物塊A運(yùn)動的加速度B.物塊A的運(yùn)動時間C.力F對物塊A做的功D.系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱一團(tuán)產(chǎn)【參考答案】AD推薦下載精品 試卷t名師解析】不管木板F是否固定，木塊R受到重力、支持力、拉力F和滑動摩3財(cái) 山根據(jù)牛頓第二定律 有F-f=ma,因酩，可解得a=F/m-利會因此兩種情況下的加速度相同，故選項(xiàng)A正確,當(dāng)木板固定B寸 由近高解得廿欄

3、當(dāng)木板放在光滑的水平地面上時，由于此對B摩擦力作用，木板B將向右加速 滑動j此E林塊從,滑動B右端時，A對地面的位移kL+曲其中與是木板發(fā)生的位移，由產(chǎn)解得2T出答一故兩種情況下木塊且的運(yùn)動時間不同.選哽B錯誤。根據(jù)歸屐知，由于兩種情況下木 土夬A位移不同，頡做的功不同，選項(xiàng)C錯誤.根據(jù)摩摭生熟”公式QWL可知,兩種情況下滑動摩擦力f 相同，相對位移相同，所以系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相同，故D正確.計(jì)算題1.(25分)(2018 西昌模擬)如圖所示，足夠長的斜面與水平面夾角為37 ,斜面上有一質(zhì)量 M=3 kg的長木板，斜面底端擋板高度與木板厚度相同。m=1 kg的小物塊從空中某點(diǎn)以vo=3 m/s水平

4、拋出，拋出同時木板由靜止釋放，小物塊下降h=0.8 m掉在木板前端，碰撞時間極短可忽略不計(jì)，碰后瞬間物塊垂直斜面分速度立即變?yōu)榱恪Ｅ龊髢烧呦蛳?0.5,木板上表面光滑運(yùn)動，小物塊恰好在木板與擋板碰撞時在擋板處離開木板。已知木板與斜面間動摩擦因數(shù) 木板與擋板每次碰撞均無能量損失,g取10 m/s 2,求：(1)碰前瞬間小物塊速度大小和方向。(2)木板至少多長小物塊才沒有從木板后端離開木板。(3)木板從開始運(yùn)動到最后停在斜面底端的整個過程中通過路程多大。【名師解析】(1)小物塊平拋，由動能定理得：1Y 2說mgh= m - m代入數(shù)據(jù)解得:v t=5 m/s推薦下載精品 試卷5 sin e=%解得

5、：0 =37。，即速度方向與斜面垂直1一產(chǎn)小物塊平拋，則:h=2g木板下滑,由牛頓第二定律得：IKgsinCL-Prllgcos CL=Mav=ati解得：a=2 jtl/s,力4 4 s, v=0,8 m/s小物塊掉到木板上后速度變?yōu)?,然后向下運(yùn)動，直到與木板速度相同過程小物塊:mgsin = =ma木板:Mgsin -科(M+m)gcos = =Ma速度相同時：aiAt=v+a 2At2解得:a 1=6 m/s 2,a2=3 m/s 2, A t=0.15 s1 1Lmin=v A t+ - a?A t2- - a1 A t2=0.06 m(3)小物塊平拋過程木板下移：12X1= vt

6、1=0.16 m1 1- 2 27 ty ? &兩者相碰到小物塊離開：x 2=a1 , =vt 2+工a2 *代入數(shù)據(jù)解得:t 2=0.3 s,x 2=0.27 m此時木板速度：v 2=v+a2t 2=1 m/s木板與擋板碰后全程生熱：1Q=a Mgcosa , s= M推薦下載精品 試卷代入數(shù)據(jù)解得：s=0.125 m可見木板在斜面上通過路程s 總=xi+X2+s=0.555 m答案:(1)5 m/s方向與斜面垂直(2)0.06 m (3)0.555 m2.(25分)(2018 遼寧師大附中模擬)如圖所示，傾角9=30。的光滑斜面底端固定一塊垂直于斜面的擋板。將長木板A靜置于斜面上，A上放置

7、一小物塊 B,初始時A下端與擋板相距 L=4 m,現(xiàn)同時無初速度釋放A和B。已知在A停止運(yùn)動之前B始終沒有脫離 A且不會與擋板碰撞,A和B的質(zhì)量均為 m=1 kg,它們之間的動摩擦因數(shù)科=3 ,A或B與擋板每次碰撞損失的動能均為A E=10 J,忽略碰撞時間，重力加速度大小 g取10 m/s 2。求：(1)A第一次與擋板碰撞前瞬間的速度大小V。(結(jié)果可以用根式表示)(2)A第一次與擋板碰撞到第二次與擋板碰撞的時間Ato (結(jié)果可以用根式表示)(3)B相對于A滑動的可能最短時間t o (結(jié)果可以用根式表示)【名師解析】(1)B和A一起沿斜面向下運(yùn)動，由動能定理得2mgLsin 0 =2(2m)v

8、2 解得:v=2m/s(2)第一次碰后，對 B有:mgsin 0 =(i mgcos。故B勻速下滑 對 A有:mgsin 0 +mgcos 0 =ma 解得:a 1=10 m/s 2,方向始終沿斜面向下1 12設(shè)A第1次反彈的速度大小為 vi,由功能關(guān)系得：*mv-乙m 1 =A E 2V1A t= 1推薦下載精品 試卷A/5由式得：At= 5 s1 1 TOC o 1-5 h z 2設(shè)A第2次反彈的速度大小為va,由功能關(guān)系得：2命一22=2ZkE HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 解得：va=0即A與擋板第2次碰后停在底端,B繼續(xù)勻速下滑,

9、 與擋板碰后B反彈的速度為d，加速度大小為丁， 由功能關(guān)系得：2府-2” 2=AE mgsinmscos 0 =ma?由式得B沿A向上做勻減速運(yùn)動的時間v - S t 2a當(dāng)B速度為0時，因mgsin 0 =mgcosQ Ffm,B將靜止在A上，當(dāng)A停止運(yùn)動時，B恰好勻速滑至擋板處，B相對A運(yùn)3 vH動的時間t短，故:t= At+t 2= 524答案:(1)2 - m/s (2) S s375S s3.（25分）（2018 青島模擬）如圖所示，傾角。=30的足夠長的光滑斜面底端A固定有擋板P,斜面上B點(diǎn)與A點(diǎn)的高度差為h,將質(zhì)量為m,長度為L的木板置于斜面底端，質(zhì)量也為m的小物塊靜止在木板上某

10、處 ，整個系統(tǒng)處于靜止 2 一一 一 一一，狀態(tài)。已知木板與物塊間的動摩擦因數(shù)科=乙，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為go（1）若給木板和物塊一沿斜面向上的初速度vo,木板上端恰能到達(dá) B點(diǎn)，求V0大小。推薦下載精品 試卷(2)若對木板施加一沿斜面向上的拉力F0,物塊相對木板剛好靜止，求拉力F0的大??；(3)若對木板施加沿斜面向上的拉力F=2mg,作用一段時間后撤去拉力,木板下端恰好能到達(dá) B點(diǎn),物塊始終未脫離木板，求拉力F做的功W【名師解析】1對小物塊和長木板組成的整體,由機(jī)械能守恒定律得2幅(h-LsinQ)解得：v-y/g(2h - L)(2)由牛頓第二定律得：對木板與物塊整體

11、：F-2mgsine =2m國對物塊：P-nigcos 9 -mgsiriQ3解得:氏二2颼(3)設(shè)經(jīng)拉力F的最短時間為ti,再經(jīng)時間12物塊與木板達(dá)到共速，再經(jīng)時間13木板下端到達(dá)B點(diǎn)，速度恰好減為零 由牛頓第二定律得：對木板：F-mgsin 0 -科 mgcos 0 =mamgsin 0 +mgcos 0 =ma對物塊：mgcos 0 -mgsin 0 =ma對木板與物塊整體:2mgsin 0 =2ma另有:a it i-a 3t 2=a2(t i+t 2)a2(t i+t 2)=a 4t 3111 h 2 2 2 2at +2 ： +2 t _Si!tOai +ait it 2- a3

12、+ a4 =一 /tiW=F ai94解得:W= mgh9答案：(i) 門,2 L (2) mgmgh推薦下載精品 試卷4.（25分）如圖所示，AB為半徑R=0.8 m的4光滑圓弧軌道，下端B恰與小車右端平滑對接。小車質(zhì)量M=3 kg,車長L=2.06 m,車上表面距地面的高度h=0.2 m?，F(xiàn)有一質(zhì)量 m=1 kg的小滑塊（可看成質(zhì)點(diǎn)）,由軌道頂端無初速釋放，滑到B端后沖上小車。已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)科=0.3，當(dāng)車運(yùn)行了 1.5 s時，車被地面裝置鎖定,g取10 m/s 2。求： 滑塊到達(dá)B端時，軌道對它支持力的大小。（2）車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離。（3）滑

13、塊落地點(diǎn)離車左端的水平距離。11名師解析（D設(shè)滑塊到達(dá)B端時速度為星由機(jī)械能守恒定律得:由牛頓第二定律得:Feef R聯(lián)立兩式/弋入數(shù)值解得;F*3nig=30 N.（2）當(dāng)滑塊滑上小車后，由牛頓第二定律得：對渭塊有：口喧Fai對小車有：四mg二Maj設(shè)經(jīng)時間t兩者達(dá)到共同速度，則有:v-a 1t=a 2t解得:t=1 s由于1 s1.5 s,此時小車還未被鎖定1滑塊位移:s 1=vt-乙at21-2小車位移:s 2= a2t相對位移：A s=si-s 2L滑塊沒有從小車上掉下，故兩者的共同速度：v =a2t=1 m/s,兩者一起勻速運(yùn)動，直到小車被鎖定。故車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離：

14、推薦下載精品 試卷nx= 2 a2t 2+v，t又:t =1.5 s-1 s=0.5 s代入數(shù)據(jù)解得:x=1 m。(3)對滑塊由動能定理得：1 1-mg (L-As)21滑塊脫離小車后，在豎直方向有;h=2gt* 2代入數(shù)據(jù)得,滑塊落地點(diǎn)離車左端的水平距離:/t H.16 mo答案:(1)30 N(2)1 m (2)0.16 m5. (15分)如圖甲所示，一塊長度為 L=4m質(zhì)量為M=4kg的長木板靜止放置在粗糙水平地面上。另有一質(zhì)量為 n=0.4kg的小鉛塊(可看做質(zhì)點(diǎn))，以 V0=5.5m/s的水平初速度向右沖上木板。已知鉛塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 4=0.4 ,木板與地面間的動摩擦因數(shù)為 七=0.1 ,重力加速度取g =10m/s2.圖甲圖乙(1)求鉛塊最終停在木板上的位置離木板最右端的距離d1 (結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)；(2)若將木板平均分割長相同的八個木塊，如圖乙所示，其它條件不變：求木塊開始運(yùn)動瞬間，鉛塊的速度大小V1以及此時木塊的加速度大小 a；確定鉛