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高考力学压轴题模型解读与针对性训练
专题2 滑块-木板模型
【滑块-木板模型解读】
1.模型特点:滑块(视为质点)置于木板上,滑块和木板均相对地面运动,且滑块
和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动。
2.位移关系:如图1 所示,滑块由木板一端运动到另一端的过程中,滑块和木
板同向运动时,位移之差Δs=s1-s2=L(板长);滑块和木板反向运动时,位移
大小之和s2+s1=L。
图1
3.解题关键
【方法总结】
处理“板块”模型中动力学问题的流程
【高考真题】
【典例】. (2024 年高考海南卷第18 题)某游乐项目装置简化如图,A 为固定在地面上
的光滑圆弧形滑梯,半径
,滑梯顶点a 与滑梯末端b 的高度
,静止在光滑
水平面上的滑板B,紧靠滑梯的末端,并与其水平相切,滑板质量
,一质量为
的游客,从a 点由静止开始下滑,在b 点滑上滑板,当滑板右端运动到与其上表
面等高平台的边缘时,游客恰好滑上平台,并在平台上滑行
停下。游客视为质点,
其与滑板及平台表面之间的动摩擦系数均为
,忽略空气阻力,重力加速度
,求:
(1)游客滑到b 点时对滑梯的压力的大小;
(2)滑板的长度L
【针对性训练】
1. (2025 年5 月山东潍坊市高考三模) 如图所示,质量
的长木板静止在粗糙水
平地面上,
时刻对木板施加
的水平向右恒力,同时质量
的小物块
以
的初速度从左端滑上木板。已知木板长度
,木板与地面、木板与
小物块间的动摩擦因数分别为
、
,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力
加速度
,下列说法正确的是( )
A. 小物块刚滑上木板时,木板的加速度大小为
B.
时,小物块恰好运动到木板最右端
C.
时,小物块从木板左端脱离
D. 若
时撤去外力F,小物块最终会从木板右端脱离
2. (2025 年5 月河南许昌高三物理模拟)如图甲所示,质量为2m 的足够长木板C 置于水
平面上,滑块A、B 质量均为m,置于C 上,B 位于A 右方某处。A、C 间的动摩擦因数
,B、C 间和C 与地面间的动摩擦因数
。给C 施加一水平向右的恒
力F,从开始施加恒力到A、B 第一次相遇时间为t。可得
与F 的关系如图乙所示(最大
静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取
)下列说法正确的是( )
A. 滑块A 能获得的最大加速度为
B. A、B 之间的初始距离为4m
C. 滑块A 的质量为1kg
D. 若
,A、C 之间将发生相对滑动
3.如图所示,倾角α=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L
=1.8 m、质量M=3 kg 的薄木板,木板的最右端叠放一质量m=1 kg 的小物块,
物块与木板间的动摩擦因数μ=。对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜
面由静止开始做匀加速直线运动,设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩
擦力,重力加速度g=10 m/s2。则( )
A.要使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动,需恒力F>15 N
B.当恒力F=25 N 时,物块会与木板发生相对滑动
C.当恒力F>30 N 时,物块会与木板发生相对滑动
D.当恒力F=37.5 N 时,物块滑离木板所用的时间为1 s
4. (2025 年4 月河南豫西重点高中联考)如图甲所示,水平地面上有一长木板B,其左端
放置一物块A(看做质点),用如图乙所示的拉力作用于物块A,
时A、B 均静止,
已知物块A 的质量
,长木板B 的质量
,物块与长木板之间的动摩擦
因数
,木板与地面之间的动摩擦因数
,重力加速度
内
物块仍在木板上,求:
(1)1s 末A 的速度大小;
(2)
内
克服摩擦力做功;
(3)长木板的最小长度。
5. (湖北省黄冈中学2025 届高三5 月第三次模拟考试)如图所示,长木板C 固定在水平地面
上,物块A、B 以相同大小的初速度v=4m/s 同时从C 的左右两端开始相向运动,物块A 的
质量为
与C 之间的动摩擦因数为
物块B 的质量为
与C 之间
的动摩擦因数为μ₂=0.4,A、B 可视为质点,重力加速度大小
求:
(1)若A、B 未相撞,长木板C 的最小长度;
(2)若A、B 能相撞且相撞后结合为一个整体,碰撞时间极短,A、B 没有从长木板C 上
掉下,A、B 碰后运动位移的最大值是多少;
(3)若长木板C 未固定且地面光滑,C 的质量为
A、B 没有发生碰撞,则A 与
C 之间因摩擦产生的热量是多少。
6. (2025 湖南大联考)如图所示,两个滑块A 和B(均可看作质点)放在静止于水平地面
上的木板C 的中点,A、B、C 的质量分别为
、
、
。A、B 与木
板间的动摩擦因数均为
,木板与地面间的动摩擦因数为
。某时刻突然给
A、B 两滑块大小均为
的初速度向左和向右滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩
擦力,重力加速度g 取
,求:
(1)木板相对地面的运动方向(要有推导过程);
(2)滑块B 与木板相对静止时(A 未滑离木板),木板的速度大小;
(3)要使两滑块不滑离木板,木板的最小长度。
7.如图所示,在倾角为θ=30°的足够长的固定的光滑斜面上,有一质量为M=
3 kg 的长木板正以v0=10 m/s 的初速度沿斜面向下运动,现将一质量m=1 kg
的小物块(大小可忽略)轻放在长木板正中央,已知小物块与长木板间的动摩擦
因数μ=,设小物块与长木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g 取
10 m/s2。
(1)求放上小物块后,木板和小物块的加速度大小;
(2)要使小物块不滑离长木板,长木板至少要有多长。