新高考物理二轮培优专题4.3 板块模型（2份打包，原卷版+解析版）

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目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc2339" 模型一 动力学中水平面上的板块模型 PAGEREF _Tc2339 1
\l "_Tc17391" 类型1 水平面上受外力作用的板块模型 PAGEREF _Tc17391 2
\l "_Tc9319" 类型2 水平面上具有初速度的板块模型 PAGEREF _Tc9319 4
\l "_Tc15831" 模型二 斜面上的板块模型 PAGEREF _Tc15831 6
\l "_Tc14505" 模型三 板块模型与动量、能量的综合问题 PAGEREF _Tc14505 9
\l "_Tc19392" 类型1 无外力作用的板块模型 PAGEREF _Tc19392 10
\l "_Tc15624" 类型2 有外力作用的板块模型 PAGEREF _Tc15624 11
\l "_Tc2552" 专题提升训练 PAGEREF _Tc2552 12
模型一 动力学中水平面上的板块模型
水平面上的板块模型是指滑块和滑板都在水平面上运动的情形，滑块和滑板之间存在摩擦力，发生相对运动，常伴有临界问题和多过程问题，对学生的综合能力要求较高。
【例1】如图所示，质量为M＝4 kg的木板长L＝1.4 m，静止放在光滑的水平地面上，其右端静置一质量为m＝1 kg的小滑块(可视为质点)，小滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.4，今用水平力F＝28 N向右拉木板。要使小滑块从木板上掉下来，力F作用的时间至少要多长？(不计空气阻力，取g＝10 m/s2)
【方法总结】求解水平面上的板块模型的三个关键
(1)两个分析：仔细审题，清楚题目的物理过程，对每一个物体进行受力分析和运动过程分析。
(2)求加速度：准确求出各个物体在各个运动过程的加速度，注意两个运动过程的连接处的加速度可能突变。
(3)明确关系：找出物体之间的位移和路程关系或速度关系往往是解题的突破口，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。当过程比较多时可以借助v­t图像，从图像中找到时间与空间的关系，是解决问题的有效手段。
类型1 水平面上受外力作用的板块模型
(1)木板上加力(如图甲)，板块可能一起匀加速运动，也可能发生相对滑动．
(2)滑块上加力(如图乙)，注意判断B板动不动，是一起加速，还是发生相对滑动(还是用假设法判断)．
1．[多选]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a­F图像。已知重力加速度g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则( )
A．滑块A的质量为4 kg
B．木板B的质量为1 kg
C．当F＝10 N时木板B的加速度为4 m/s2
D．滑块A与木板B之间的动摩擦因数为0.1
2.(2022·安徽省高三一模)如图所示，水平地面上有一个薄木板，在木板最右端叠放一个可视为质点的小滑块．小滑块质量m＝1 kg，与木板间的动摩擦因数μ1＝0.3，木板长l＝0.5 m，质量M＝2 kg，木板和小滑块与水平地面间的动摩擦因数均为μ2＝0.1.现对木板施加方向水平向右的拉力，拉力大小F＝14 N．重力加速度大小g取10 m/s2，小滑块落地后不反弹．求：
(1)小滑块经多长时间从木板上掉下；
(2)小滑块停止运动时，小滑块与木板间的距离．
类型2 水平面上具有初速度的板块模型
1 光滑地面，有初速度无外力类
(1)系统不受外力，满足动量守恒．
(2)如果板足够长，共速后一起匀速运动，板块间摩擦力突变为0，用图象法描述板、块的速度更直观
2 地面粗糙，滑块(或板)有初速度类
(1)因为系统受外力，动量不守恒，注意板是否会动．
(2)若能动，且板足够长，达到共速后，判断它们之间是否相对滑动，常用假设法，假设二者相对静止，利用整体法求出加速度a，再对小滑块进行受力分析，利用F合＝ma，求出滑块受的摩擦力Ff，再比较它与最大静摩擦力的关系，如果摩擦力大于最大静摩擦力，则必然相对滑动，如果小于最大静摩擦力，就不会相对滑动．
(3)若一起匀减速到停止，板块间由滑动摩擦力突变为静摩擦力，用图象法描述速度更直观．(如图2)
1.如图所示，物块A、木板B的质量均为m＝10 kg，A可视为质点，B的长度为L＝3 m，开始时A、B均静止。现使A以某一水平初速度v0从B的最左端开始运动。已知A与B之间的动摩擦因数为μ1＝0.3。(g取10 m/s2)
(1)若B与水平面之间的动摩擦因数为μ2＝0.1，且物块A刚好没有从木板B上滑下来，则A的初速度v0为多大？
(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的速度各为多大？
2.(2022·辽宁沈阳市郊联合体高三上学期1月期末)如图所示，质量M＝1 kg且足够长的木板静止在水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ1＝0.1.现有一质量m＝2 kg的小铁块以v0＝3 m/s的水平速度从左端滑上木板，铁块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.2.重力加速度g＝10 m/s2.求：
(1)铁块刚滑上木板时，铁块和木板的加速度分别多大？
(2)木板的最大速度多大？
(3)从木板开始运动至停止的整个过程中，木板与地面摩擦产生的热量是多少？
3.(多选)(2022·山东模拟改编)如图甲所示，小车B紧靠平台边缘静止在光滑水平面上，物体A(可视为质点)以初速度v0从光滑的平台水平滑到与平台等高的小车上，物体和小车的v－t图象如图乙所示，取重力加速度g＝10 m/s2，则以下说法正确的是( )
A.物体A与小车B间的动摩擦因数为0.3
B.物体A与小车B的质量之比为1∶2
C.小车B的最小长度为2 m
D.如果仅增大物体A的质量，物体A有可能冲出去
模型二 斜面上的板块模型
斜面上的板块模型是指滑板和滑块一起在斜面上运动的情形，此类问题的处理方法与水平面上的板块模型类似，只是要考虑滑块和滑板的重力在沿斜面方向上的分力对运动的影响。
1 无初速度下滑类(如图)
假设法判断是否发生相对滑动
(1)μ2μ1(下面比上面粗糙)，则会相对滑动．
2 加外力下滑类(如图)
对m分析，加速度范围gsin θ－μ1gcs θ