2021届高考物理二轮复习力与直线运动专项练习（8）动力学中的板块问题

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2021届高考物理二轮复习力与直线运动专项练习（8）


动力学中的板块问题


1.一块木板放在水平地面上，木块放在的上面，A的右端通过水平的轻弹簧秤固定在直立的墙壁上．现在用水平力拉动，使它以速度运动，稳定后弹簧秤的读数为.下列说法正确的是( )





A.地面受到的滑动摩擦力大小为


B.木块受到的滑动摩擦力的大小为


C.若木板以的速度运动，稳定后受到的摩擦力大小为


D.若以的水平力拉木板运动，稳定后受到的摩擦力大小为


2.如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A.木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出木板B的加速度a，得到如图乙所示的图像，已知g取，则( )





A.小滑块A与木板B间的动摩擦因数为0.1


B.当时，木板B的加速度为


C.木板B的质量为1.5 kg


D.小滑块A的质量为4 kg


3.如图所示，固定斜面段光滑，段粗糙，两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中保持相对静止，则( )





A.在段时，A受三个力的作用


B.在段时，A可能受两个力的作用


C.在段时，可能处于失重状态


D.整个下滑过程中，一定均处于失重状态


4.如图所示,质量的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数,在木板的左端放置一个质量,大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数,设木板足够长,若对铁块施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,取,则下面四个图中能正确反映铁块受到木板的摩擦力大小f随力F大小变化的是( )





A.B.


C.D.


5.一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上,其上放质量均为1 kg的两物块,与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为,水平恒力F作用在A物块上,如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。下列说法正确的是( )





A.若,则A物块所受摩擦力大小为1.5 N


B.若,则B物块的加速度为


C.无论力F多大,A与薄硬纸片都不会发生相对滑动


D.无论力F多大,B与薄硬纸片都不会发生相对滑动


6.如图所示，质量为M、长度为L的长木板静止在水平地面上，质量为m的小滑块(可视为质点)静止在长木板的最右端，长木板与地面之间、滑块与长木板之间、滑块与地面之间的动摩擦因数均为µ，现给长木板施加一恒力F，使滑块能从长木板上滑下来，下列说法正确的是（ ）





A.施加恒力的大小应满足F>µ(M+m)g


B.滑块在长木板上运动的时间和在地面上运动的时间相等


C.滑块在地面上运动的位移为L


D.增大施加的恒力F，滑块在地面上运动的时间不变


7.如图，一个质量为的长木板置于光滑水平地面上，木板上放有质量分别为和的两物块，两物块与木板之间的动摩擦因数都为，若现用水平恒力F作用在A物块上，g取，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则下列说法正确的是( )





A.当时，A物块和木板开始相对滑动


B.当时，两物块都相对木板静止不动


C.若，则B物块所受摩擦力大小为


D.若，则B物块的加速度大小为


8.如图甲所示，光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车，质量为M，与平板车上表面等高的平台上有一质量为m的滑块以水平初速度向着平板车滑来，从滑块刚滑上平板车开始计时，之后它们的速度随时间变化的图像如图乙所示，是滑块在车上运动的时间，以下说法中正确的是（ ）





A.滑块最终没有滑离平板车


B.滑块与平板车的质量相等


C.滑块与平板车上表面间的动摩擦因数为


D.平板车上表面的长度为


9.如图甲所示,两长方体叠放在一起放在光滑的水平面上,B物体从静止开始受到一个水平变力的作用,该力与时间的关系如图乙所示,运动过程中始终保持相对静止。则在时间内,下列说法正确的是( )





A.时刻,间的静摩擦力为零


B.时刻,的速度最大


C.时刻,的加速度最小


D.时刻,离出发点最远,速度为零


10.如图所示，一足够长的木板静止在粗糙的水平面上，时刻滑块从板的左端以速度水平向右滑行，木板与滑块间存在摩擦，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。滑块的图像可能是（ ）





A.B.


C.D.


11.如图甲所示，粗糙的水平地面上有一块长木板P，小滑块Q放置于长木板的最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动。滑块、长木板的速度图像如图乙所示，已知小滑块与长木板的质量相等，滑块Q始终没有从长木板P上滑下。重力加速度g取。则下列说法正确的是( )





A.时长木板P停下来


B.长木板P的长度至少是7.5 m


C.长木板P和水平地面之间的动摩擦因数是0.075


D.滑块Q在长木块P上滑行的路程是12 m


12.如图所示, 是倾角为30°的斜劈C斜面上的三点,MN段光滑,NP段粗糙, ,质量均为m的两物体叠放在一起从M点由静止下滑,到达P点时速度刚好为零,下滑过程中始终保持相对静止,C始终静止,重力加速度为g,则( )





A.在MN段,B对A的作用力竖直向上且做负功


B.在NP段,A的加速度为,方向沿斜面向上


C.在NP段,B对A的摩擦力大小为


D.在两段,地面对C的摩擦力方向相同













































































答案以及解析


1.答案：B


解析：A. 长木板处于平衡状态，长木板所受的拉力和两个摩擦力是平衡力，故此时长木板所受的地面对它的滑动摩擦力为，所以地面受到的滑动摩擦力大小为，故A错误；


B. 由于此时木块处于平衡状态，所以此时木块所受的摩擦力大小等于，故B正确；


C. 若长木板以的速度运动时，仍然受滑动摩擦力，稳定后受到的摩擦力大小为，故C错误；


D. 若用的力作用在长木板上，此时木块仍处于平衡状态，所以此时所受的摩擦力的大小仍等于，故D错误。


2.答案：B


解析：由题图可知，时，小滑块与木板相对静止，当时，加速度，对整体分析，由牛顿第二定律有，解得，当F大于8 N时，发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对B分析有，解得，由题图可知，时，图线的斜率，解得，则，由题图可知，，解得，A、C、D错误；当时，小滑块A与木板B相对滑动，B的加速度为，B正确.


3.答案：C


解析：在段，整体的加速度，对A分析，有：，解得：，可知A受重力和支持力两个力作用，故A错误；设段B物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在段，整体的加速度，对A分析，有：，解得：，方向沿斜面向上，所以A一定受三个力，故B错误；下滑过程中，在段，加速度沿斜面向下，均处于失重状态；在段，可能做加速运动，可能做匀速直线运动，也可能做减速运动，即可能处于失重状态，也可能处于平衡状态或超重状态，故C正确，D错误。


4.答案：C


解析：铁块与木板之间摩擦力的最大值为,木板与地面间的摩擦力的最大值为,当时,木板和铁块相对地面静止,;当,并且木板和铁块刚要发生相对滑动时,设此时系统的加速度为,根据牛顿第二定律,对整体有,对铁块有,可得,从此关系式可以看出,当时,相对静止,则对整体有,对铁块有，可得,当时,铁块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为4 N,故A、B、D错误,C正确.


5.答案：C


解析：A与纸片间的最大静摩擦力为与纸片间的最大静摩擦力为。若,则与纸片保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,加速度为,此时对A有,解得,故A错误;物体B做加速运动的最大加速度为,若,相对纸片静止时,加速度为,则此时B相对纸片发生滑动,B的加速度仍为,选项B、D错误;由以上分析可知当纸片的加速度为时B相对纸片将要发生滑动,此时纸片受到的摩擦力为2 N,即纸片对A的摩擦力也为,则无论力F多大,A与薄硬纸片都不会发生相对滑动,选项C正确。


6.答案：B


解析：滑块和长木板发生相对滑动，对滑块有，对长木板有，解得,选项A错误;滑块在长木板上做匀加速直线运动，在地面上做匀减速直线运动，加速度大小相等，滑块从长木板上滑下时的速度等于滑块在地面上运动的初速度，所以运动的时间相等，选项B正确;从开始运动到滑块离开长木板的过程中，设长木板的位移为,滑块的位移为，则有,滑块在地面上的位移也为，与L的关系不确定，所以滑块在地面上运动的位移不一定为L,选项C错误;增大施加的恒力F,滑块在长木板上运动的时间变短，在地面上运动的时间也变短，选项D错误。


7.答案：BC


解析：A与木板之间的最大静摩擦力为，当时，假设此时B与木板相对静止，则有，解得所受摩擦力，假设成立，即不论F多大，B总与木板保持相对静止.若，A与木板保持相对静止；若，则A与木板发生相对滑动，B与木板相对静止向左一起匀加速运动，此时B物块的加速度，故A、D错误，B、C正确.


8.答案：BCD


解析：由图乙可知，滑块运动到平板车最右端时，速度大于平板车的速度，所以滑块将滑离平板车，故A错误；滑块的加速度大小，小车的加速度大小，知滑块与小车的加速度之比为1:1，根据牛顿第二定律，对滑块有，对小车有，则滑块与小车的质量之比，故B正确。滑块的加速度，又，则，故C正确；滑块的位移，小车的位移，则小车上表面的长度，故D正确。故选B、C、D。


9.答案：ABD


解析：以整体为研究对象,根据牛顿第二定律分析得知,时刻整体所受的合力为0,加速度为0,再以A为研究对象,分析可知,A受到的静摩擦力为0,故A正确;整体在时间内,做加速运动,在时间内,向原方向做减速运动,则时刻,速度最大,故B正确;时刻,整体的合力最大,则的加速度最大,选项C错误;时间内,整体做单向直线运动,位移逐渐增大,则时刻,位移最大,离出发点最远,根据对称性知,时刻速度为0,故D正确。故选A、B、D。


10.答案：AC


解析：如果木板不动，滑块在木板上做匀减速运动直到停止，则出现A图中的情况；因为滑块与木板之间，木板与地面之间都有摩擦，滑块不可能出现匀速运动情况，即B图中的情况不可能出现；滑块在木板上做减速运动，若滑块与木板间的摩擦力大于木板与地面间的摩擦力，滑块相对木板滑行一段距离后与木板共同做减速运动，根据牛顿第二定律可知，共同的加速度应小于滑块在木板上滑动时的加速度，所以能出现C图中的情况，不可能出现D图中的情况。


11.答案：BCD


解析：由图乙可知，力F在时撤去，此时长木板P的速度，时两者速度相同，，前长木板P的速度大于滑块Q的速度，后长木板P的速度小于滑块Q的速度，0～6 s过程中，以滑块Q为研究对象，由牛顿第二定律得，解得，5~6 s过程中，以长木板P为研究对象，由牛顿第二定律得，解得，故C正确；6 s末到长木板停下来过程中，由牛顿第二定律得，解得，这段时间，所以，时长木板P停下来，故A错误；长木板P的长度至少是前6 s内滑块Q在长木板P上滑行的距离，故B正确；从6 s末到滑块停下来过程中，由牛顿第二定律得，解得，这段时间，所以，时滑块Q停下来，6 s后滑块Q在长木板P上滑行的距离，滑块Q在长木板P上滑行的路程是，故D正确。


12.答案：BC


解析：在MN段,对整体有, ,解得,对A受力分析,受到重力和B对A的作用力,利用余弦定理可知,B对A的作用力,B对A的作用力与合力方向的夹角θ满足,解得,故B对A的作用力垂直于斜面向上,即B对A的作用力不做功,A错误;因为,且到达P点时的速度刚好为零,由运动学公式得,即,方向沿斜面向上,B正确;在NP段,由牛顿第二定律可得B对A的摩擦力,C正确;在MN段,C受到垂直斜面的压力,该力的水平分量向右,此过程地面对C的摩擦力大小等于,方向水平向左,在NP段,C受到垂直斜面的压力不变,水平分量,不变,C还受到整体对C沿斜面向下的摩擦力,大小满足,解得,,,则在NP段,地面对C的摩擦力方向向右,D错误。