2019年高考物理二轮复习 模型突破训练4 板块模型.doc

模型突破训练(四)板块模型 (限时：20分钟)1(2018河南名校压轴)如图4所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻(t0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上在物块放到木板上之后，木板运动的速度时间图象可能是()图4ABCDA设滑块与木板之间的动摩擦因数是1，木板与地面之间的动摩擦因数是2，在未达到相同速度之前，木板的加速度为1mg22mgma1，解得：a1(122)g；达到相同速度之后，二者共同的加速度为：22mg2ma2；解得a22g；由加速度可知，图象A正确2如图5甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为m2 kg的木块A以速度v02 m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，重力加速度g10 m/s2.则下列说法正确的是()甲乙图5A长木板的质量M 2 kgBA、B之间动摩擦因数为0.2C长木板长度至少为2 mDA、B组成系统损失机械能为4 JA由图乙可以看出，A先做匀减速运动，B做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度v1 m/s，取向右为正方向，根据动量守恒定律得：mv0(mM)v，解得：Mm2 kg，故A正确；由图象可知，木板B匀加速运动的加速度a1 m/s2，对B，根据牛顿第二定律得mgMaB，解得动摩擦因数 0.1，故B错误；由图象可知前1 s内B的位移xB0.5 m，A的位移xA1.5 m，所以木板最小长度LxAxB1 m，故C错误；A、B组成系统损失机械能Emv(Mm)v22 J，故D错误3(2018齐齐哈尔一模)如图6所示，在光滑水平面上静止有一长木板A，在木板的左端静止有一物块B，物块的质量为m，长木板的质量为2m，现给长木板A和物块B分别同时施加向左和向右的恒力F1和F2，当F2mg，F10.5mg时，物块和长木板刚好不发生相对滑动，且物块和长木板一起向右做匀加速运动，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块的大小忽略不计，重力加速度为g，求：图6(1)物块和长木板的加速度；(2)物块和长木板间的动摩擦因数.【解析】(1)由题意可知，对A、B整体研究，有：F2F13ma，解得ag.(2)对B研究，有：F2mgma，解得.【答案】(1)g(2)4(2018湖北省八校第一次联考)在光滑的水平面上，有一质量M2 kg的平板车，其右端固定一挡板，挡板上固定一根轻质弹簧，在平板车左端P处有一可以视为质点的小滑块，其质量m2 kg.平板车表面上Q处的左侧粗糙，右侧光滑，且PQ间的距离L2 m，如图7所示某时刻平板车以速度v11 m/s向左滑行，同时小滑块以速度v25 m/s向右滑行，一段时间后，小滑块与平板车达到相对静止，此时小滑块与Q点相距L.(g取10 m/s2)(1)求当二者处于相对静止时的速度大小和方向；(2)求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数；(3)若在二者共同运动方向的前方有一竖直障碍物(图中未画出)，平板车与它碰后以原速率反弹，碰撞时间极短，且碰后立即撤去该障碍物，求小滑块最终停在平板车上的位置图7【解析】(1)由于小滑块与平板车组成的整个系统动量守恒，设共同速度为v，取向右为正方向，故mv2Mv1(mM)v解得v2 m/s方向沿水平方向向右(2)本题有两种可能：()如果小滑块尚未越过Q点就与平板车达到相对静止，则根据能量守恒定律有：mg(Mm)v2解得0.6()如果小滑块越过Q点与弹簧相互作用后，再返回与平板车达到相对静止，有mg(Mm)v2解得0.36.(3)平板车与滑块一起以速度v2 m/s向右运动，与障碍物碰后平板车速度为2 m/s，滑块的速度仍为2 m/s.碰后系统动量守恒mvM(v)0故碰后它们最终同时停下来设碰后小滑块与平板车在粗糙面上滑过的相对路程为s，则mgs(Mm)v2()当0.6时，解得s m故小滑块最终停在平板车上Q点左侧，离Q点的距离为s1 m2 m m0.167 m()当0.36时，解得s m故小滑块最终停在平板车上Q点左侧，离Q点距离为s2 m2 m m0.611 m.【答案】(1)2 m/s向右(2)0.6或0.36(3)Q点左侧离Q点0.167 m或0.611 m5如图8所示，以速度v匀速运动的传送带与平板B紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，平板B质量为M2 kg，长度L22 m；现将一质量为m2 kg的滑块A(可视为质点)轻放到传送带的左端，然后以某一速度匀速滑上平板若滑块A与传送带间的动摩擦因数0.5，滑块A与平板B间的动摩擦因数10.3，平板B与地面的动摩擦因数为20.1，传送带左右两轮间距L12.5 m且始终保持匀速运动，g取10 m/s2.求：图8(1)滑块刚放到传送带上时的加速度a1；(2)滑块恰好不从平板上掉下时传送带的速度v；(3)若传送带运动速度v6 m/s，求滑块离开平板时的速度v2.【解析】(1)滑块A在传送带上受重力、支持力和传送带摩擦力作用，有：Nmg0Nma1联解得：a15 m/s2.(2)滑块A在平板B上做匀减速运动，设加速度为a2，有：1mgma2由于1mg22mg，故平板B做匀加速运动，设加速度为a3，有：1mg2(Mm)gMa3设滑块A从平板B左端滑至右端用时为t，共同速度为v共，平板B的位移为x，则：v共va2tL2xvta2t2v共a3txa3t2联解代入数据解得：v4 m/s.(3)若滑块A在传送带上一直加速，则有：v2a1L1解得v15 m/sv6 m/s，即滑块A滑上平板B时速度为v15 m/s.设滑块A在平板B上运动的时间为t，平板位移为x，则：v2v1a2tL2xv1ta2t2xa3t2联解得：v23.5 m/s.【答案】(1)5 m/s2(2)4 m/s (3)3.5 m/s