高考物理 100考点最新模拟题千题精练 专题3.18 滑块板块问题（提高篇）（含解析）-人教版教材高.doc

专题3.18滑块板块问题（提高篇）
一．选择题
1.（2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图甲所示，一块质量为mA=2kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为mB=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。则下列说法正确的是（）

A.滑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0.1
C.F的大小可能为9N
D.F的大小与板长L有关
【参考答案】BD
【命题意图】本题考查对速度----时间图像的理解、叠加体受力分析、牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的运用。
【解题思路】由图乙可知，在0~1s内，木板A的加速度a1=2m/s2，在1~3s内，木板A的加速度a2=-1m/s2。设滑块与木板之间的动摩擦因数为μ1，木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，在0~1s内，隔离木板A受力分析，由μ1mBg-μ2（mA+mB）g=m,Aa1，在1~3s内，隔离木板A受力分析，由-μ2mAg=m,Aa2，联立解得：μ2=0.1，μ1=0.7，选项A错误B正确；隔离B分析受力，由牛顿第二定律，F-μ1mBg=mBa3，根据速度图像的面积表示位移可知，在0~1s内，木板A位移x1=1m。滑块B在t=1s内的位移x2=a3t2=，木板A长度L=x2-x1=-1=，可变换为F=2L+3，即F的大小与板长L有关，选项D正确；若F的大小为9N，由牛顿第二定律，F-μ1mBg=mBa3，可得a3=2m/s2，AB加速度相同，不能发生相对滑动，所以F的大小必须大于9N，选项C错误。
【方法归纳】对于速度图像给出解题信息问题，从速度图像的斜率得出加速度，由速度图像面积得出位移。对于叠加体问题，采用隔离法分析受力，利用牛顿运动定律列方程解答。
2.（2019东北三省四市教研综合体二模）如图所示，有一个质量为m的长木板静止在光滑水平地面上，另一个质量也为m的小物块叠放在长木板的一端之上。B是长木板的中点，物块与长木板在AB段的动摩擦因数为μ，在BC段的动摩擦因数为2μ。若把物块放在长木板左端，对其施加水平向右的力F1可使其恰好与长木板发生相对滑动。若把物块放在长木板右端，对其施加水平向左的力F2也可使其恰好与长木板发生相对滑动。下列说法正确的是（）

A．F1与F2的大小之比为1∶2
B．若将F1、F2都增加到原来的2倍，小物块在木板上运动到B点的时间之比为1∶2
C．若将F1、F2都增加到原来的2倍，小物块在木板上运动到B点时木板位移之比为1∶1
D．若将F1、F2都增加到原来的2倍，小物块在木板上运动的整个过程中摩擦生热之比为1∶1
【参考答案】ACD
【命题意图】本题以滑块模板模型为情景，考查隔离法、整体法受力分析，牛顿运动定律，摩擦生热及其相关知识点。
【解题思路】隔离物块受力分析，由牛顿第二定律，F1-μmg=ma11，F2-2μmg=ma12，隔离木板受力分析，由牛顿第二定律，μmg=ma21，2μmg=ma22，物块恰好与木板发生相对滑动，a11=a21，a11=a21，联立解得：F1∶F2=1∶2，选项A正确；若将F1、F2都增加到原来的2倍，隔离物块受力分析，由牛顿第二定律，2F1-μmg=ma13，2F2-2μmg=ma14，隔离木板受力分析，由牛顿第二定律，μmg=ma21，2μmg=ma22，联立解得：a21=μg，a22=2μg，a13=3μg，a14=6μg。设小物块在木板上从A移动到B的时间为t1，则有小物块位移x11=a13t12，木板位移x21=a21t12，x11-x21=L/2，联立解得t1=。设小物块在木板上从A移动到B的时间为t2，则有小物块位移x12=a14t12，木板位移x22=a22t12，x12-x22=L/2，联立解得t2=。即若将F1、F2都增加到原来的2倍，小物块在木板上运动到B点的时间之比为t1∶t2=∶1，选项B错误；若将F1、F2都增加到原来的2倍，小物块在木板上运动到B点时木板位移之比x21∶x22=a21t12∶a22t12=1∶1，选项C正确；若将F1、F2都增加到原来的2倍，小物块在木板上运动的整个过程中摩擦生热之比为Q1∶Q2=（μmg·L/2+2μmg·L/2）∶（2μmg·L/2+μmg·L/2）=1∶1，选项D正确。
【方法归纳】滑块木板模型，分析受力可以采用隔离体法，分别隔离滑块和木板分析受力，应用牛顿运动定律列方程解答。摩擦产生的热量等于滑动摩擦力与滑块在木板上滑动距离的乘积。
3.（2019四川内江二模）如图所示，足够长的木板OM下端的O点通过铰链与地面连接，其与水平地面间的夹角θ