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2024 高考物理二轮复习80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型18 动力学板块模型
最新高考题
1. (2023 高考全国乙卷)如图,一质量为M、长为l 的木板静止在光滑水平桌面上,另一
质量为m 的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间
的滑动摩擦力大小为f,当物块从木板右端离开时( )
A. 木板的动能一定等于fl
B. 木板的动能一定小于fl
C. 物块的动能一定大于
D. 物块的动能一定小于
【参考答案】BD
【命题意图】本题考查滑块木板模型、动能定理及其相关知识点。
【解题思路】画出物块与木板运动示意图和速度图像。
对物块,由动能定理,-fx1=
-
对木板,由动能定理,fx2=
1
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根据速度图像面积表示位移可知,x2=S△COF,x1=SABFO,
l= x1-x2= SABCE>x2=S△COF,
因-fl>fx2=
,A 错误B 正确;
对系统,由能量守恒定律,fl=
-(
+
),
物块动能
=
-fl-
<
-fl,C 错误D 正确。
【思路点拨】正确画出二者运动的速度图像是解题的关键。
2. (2023 高考海南卷) 如图所示,有一固定的光滑
圆弧轨道,半径
,一质量
为
的小滑块B 从轨道顶端滑下,在其冲上长木板C 左端时,给木板一个与小滑块
相同的初速度,已知
,B、C 间动摩擦因数
,C 与地面间的动摩擦因数
,C 右端有一个挡板,C 长为
。
求:
(1)
滑到
的底端时对
的压力是多大?
(2)若
未与
右端挡板碰撞,当
与地面保持相对静止时,
间因摩擦产生的热
量是多少?
(3)在
时,B 与C 右端挡板发生碰撞,且碰后粘在一起,求
从滑上
到最终停止所用
时间。
2
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【参考答案】(1)30N;(2)1.6J;(3)
【名师解析】
(1)滑块下滑到轨道底部,有
解得
在底部,根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律可知B 对A 的压力是
。
(2)当B 滑上C 后,对B 分析,受摩擦力力向左,根据牛顿第二定律得
解得加速度向左为
对C 分析,受B 向右的摩擦力
和地面向左的摩擦力
根据牛顿第二定律
3
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解得其加速度向左为
由运动学位移与速度关系公式
,得B 向右运动的距离
C 向右运动距离
由功能关系可知,B、C 间摩擦产生的热量
可得
(3)由上问可知,若B 还末与C 上挡板碰撞,C 先停下,用时为
,有
解得
B 的位移为
则此刻的相对位移为
此时
4
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由
,一定是C 停下之后,B 才与C 上挡板碰撞。设再经
时间B 与C 挡板碰撞,
有
解得
碰撞时B 速度为
碰撞时由动量守恒可得
解得碰撞后B、C 速度为
之后二者一起减速,根据牛顿第二定律得
后再经
后停下,则有
故
从滑上
到最终停止所用的时间总时间
最新模拟题
1. (2024 山西部分学校10 月联考)如图所示,质量为M 的木板上放置质量为m 的木块,
5
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一水平向右的牵引力作用在木块上,二者一起沿水平地面向右做匀加速直线运动.下列说法
正确的是
A.木块对木板的力大于木板对木块的力
B.木板受到木块水平向右的摩擦力
C.如果二者一起向右运动的加速度增大,则木块受到木板的摩擦力增大
D.如果二者一起向右运动的加速度减小,则木板受到地面的摩擦力减小
【参考答案】BC
【名师解析】木板与木块之间是作用力与反作用力的关系,大小相等,方向相反,A 错误;
木板向右加速,受到木块向右的摩擦力大于地面向左的摩擦力,B 正确;如果二者一起向
右的加速度增大,则木板受到木块的摩擦力增大,木块受到木板的摩擦力也增大,C 正确;
如果二者一起向右运动的加速度减小,木板受到木块的摩擦力减小,地面对木板的支持力
不变,摩擦力也不变,D 错误.
2. (2024 辽宁沈阳重点高中质检)如图所示,一斜面体固定在水平地面上,倾角为θ=30°、
高度为h=1.6m。一薄木板B 置于斜面顶端,恰好能保持静止,木板下端连接有一根自然长
度为l0=0.2m 的轻弹簧,木板总质量为m=1kg,总长度为L=2.0m。一质量为M=3kg 的小物
块A 从斜面体左侧某位置水平抛出,物块A 经过一段时间后从斜面顶端以4m/s 的速率沿
平行于斜面方向落到木板B 上并开始向下滑行,已知A、B 之间的动摩擦因数为
。
木板下滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下,物块A 最后恰好能脱离弹簧,且弹簧被压缩时
一直处于弹性限度内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2,不计空气
阻力。求:
(1)物体A 水平抛出时离地面的高度H;
(2)薄木板B 从开始运动到与挡板碰撞所需的时间;
(3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
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【参考答案】(1)1.8m;(2)0.6s;(3)5J
【名师解析】
(1)物块A 落到B 上时
解得
vy=2m/s
物块A 落到木板前做平抛运动,竖直方向:
解得
H=1.8m
(2)由木板恰好静止在斜面上,得到斜面与木板间的动摩擦因数μ0应满足:
mgsin 30°=μ0mgcos 30°
得
物块A 在木板上滑行时,以A 为研究对象有:
(沿斜面向上)
以木板B 为研究对象有:
(沿斜面向下)
假设A 与木板达到共同速度v 共时,A 还没有压缩弹簧且木板还没有到达底端,则有:
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v 共=aBt1=v-aAt1
解得
v 共=3 m/s,t1=0.4 s
此过程
故
Δx=xA-xB=0.8 m<L-l0=1.8m
说明以上假设成立
共速后,由于(M+m)gsin 30°=μ0(M+m)gcos 30°,A 与木板B 一起匀速到木板与底端挡板
碰撞,该过程所需时间
所以
t=t1+t2=0.6s
(3)木板停下,此后A 做匀减速到与弹簧接触,然后A 压缩弹簧至最短,设接触弹簧时A 的
速度为vA,有:
-2aA(L-l0-Δx)=vA
2-v 共
2
解得
vA=2 m/s
设弹簧最大压缩量为xm,A 从开始压缩弹簧到刚好回到原长过程有:
Q=2μMgxmcos 30°=
得
Q=6 J,xm=
m
A 从开始压缩弹簧到弹簧最短过程有
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Epm=
+Mgxmsin 30°-
=5 J
3. (2024 山东泰安9 月测试)如图所示,物块A、木板B 的质量均为m=1kg,不计A 的大
小,木板B 长L=2m。开始时A、B 均静止。现使A 以水平初速度v0从B 的最左端开始运
动。已知A 与B、B 与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3 和μ2=0.1,g 取10m/s2。
(1)发生相对滑动时,A、B 的加速度各是多大?
(2)若A 刚好没有从B 上滑下来,则A 的初速度v0为多大?
(3)若A 刚好没有从B 上滑下来,求B 在地面上滑行的总位移。
【参考答案】(1)
,
;(2)
;(3)
【名师解析】
(1)分别对物块A、木板B 进行受力分析可知,A 在B 上向右做匀减速运动,设其加速度
大小为a1,根据牛顿第二定律可得
木板B 向右做匀加速运动,设其加速度大小为a2,根据牛顿第二定律可得
解得
(2)A 刚好没有从B 上滑下来,则A 滑到B 最右端时的速度和B 的速度相同,设为v,则
有
,
解得
,
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则A 刚好没有从B 上滑下来,则A 的初速度v0为
。
(3)若A 刚好没有从B 上滑下来,A 到达B 的最右端时B 的位移
此后A、B 一起匀减速运动直至停止,设加速度大小为
,由牛顿第二定律得
解得
A、B 在地面上一起滑行的位移
则B 在地面上滑行的总位移为
4.(16 分)(2024 广东七校第一次联考)在航空托运中,时有损坏行李的事情发生,小华
同学设计了如下图所示的缓冲转运装置,卸货时飞机不动,缓冲装置A 紧靠飞机,转运车
B 靠紧A。包裹C 沿缓冲装置A 的光滑曲面由静止滑下,经粗糙的水平部分,滑上转运车
B 并最终停在转运车B 上被运走,B 的右端有一固定挡板。已知C 与A、B 水平面间的动
摩擦因数均为
,缓冲装置A 与水平地面间的动摩擦因数为
,转运车B 与地
面间的摩擦可忽略。A、B 的质量均为
,A、B 水平部分的长度均为
。包
裹C 可视为质点且无其它包裹影响,重力加速度
。C 与B 的右挡板发生碰撞时
间极短,碰撞时间和损失的机械能都可忽略。
(1)要求包裹C 在缓冲装置A 上运动时A 不动,则包裹C 的质量m 最大不超过多少;
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(2)若某包裹的质量为
,从
处静止滑下,求包裹在距转运车右端多远
的位置停下来;
(3)若包裹的质量还是
,为使该包裹能滑上转运车B 上,则该包裹释放时h 的
范围。(结果保留两位有效数字)
【参考答案】.(1)60
;(2)2.5m;(3)
【名师解析】:(1)A 恰好不运动需要满足
解得
故包裹C 的质量最大不超过60
;
(2)因C 的质量
,故装置A 始终处于静止状态,由动能定理得
解得
C 与B 相互作用的全过程,两者组成的系统满足动量守恒,取向右为正方向,则
由能量守恒定律得
解得
又
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得物体在车上的相对位移
所以距转运车右端2.5m。
(3)装置A 还始终处于静止状态,C 滑到低端
由动能定理得
为C 下滑的最小高度,得
则C 滑上小车,C 与小车弹性碰撞后返回至小车最左端时两者共速,为C 不会从小车上掉
下的最大高度:由C、车动量守恒
由能量守恒得
得
所以
5.(2023 重庆南开中学期末) 如图所示,形状相同、质量均为m 的两个长金属板A、B 静止
地叠放在水平地面上,A、B 右端的初始距离为
,
时刻,用一带有橡胶指套的手指
以竖直向下的恒力F 压着A 的上表面并以恒定的速度
向右移动手指,经一段时间后,从
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A 表面撤去手指作用时,A、B 右端的距离与指套在A 上面留下的划痕长度相等;又经过
相同时间,A、B 右端恰好对齐且速度相等。
已知:指套与A 之间的滑动摩擦因数为
,A、B 之间的滑动摩擦因数为
,B 与地面之间的滑动摩擦因数为
,重力加速度g 取
,
,
,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)
时刻,B 的加速度大小;
(2)A、B 右端恰好对齐且速度相等时
速度大小;
(3)A、B 右端初始距离
的大小。
【参考答案】(1)
;(2)
,
;(3)
【名师解析】
(1)假设A、B 滑动:对A
解得
对B
解得
故假设成立,则B 的加速度大小为
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(2)假设撤去手指时,手指还未与A 共速,设撤去手指的时刻为t,划痕为x,则
此时A、B 加速度分别为
t 时刻A、B 右端距离为x
时刻A、B 共速
解得
则撤去手指时A 的速度大小为
说明手指撤去前已经与A 共速,显然A 最后是由减速到共速
,B 先后以不同加速度加
速到共速
,
时刻A、B 共速
解得
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(3)设手指与A 共速时刻
,则
t 时刻A、B 右端距离为x,则
解得
则A、B 初始距离
6. (2023 年重庆部分重点高中期末联考)如图所示,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F2=mg,F1=0.5mg 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:
(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μ。
【参考答案】(1)
;(2)
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【名师解析】
(1)由题意可知,对AB 整体研究,有:
解得
(2)对B 研究,有:
,
解得
7. (2023 年重庆部分重点高中期末联考) 一足够长的斜面,最高点为O 点,有一长为
l=1.00m 的木条AB,A 端在斜面上,B 端伸出斜面外。斜面与木条间的摩擦力足够大,以
致木条不会在斜面上滑动。在木条A 端固定一个质量为M=2.00kg 的重物(可视为质点),
B 端悬挂一个质量为m=0.50kg 的重物。若要使木条不脱离斜面,在下列两种情况下,OA
的长度各需满足什么条件?
(1)木条的质量可以忽略不计;
(2)木条质量为m′=0.50kg,分布均匀。
【参考答案】(1)OA>0.20m;(2)OA>0.25m
【名师解析】
(1)当木条A 端刚刚离开斜面时,受力情况如图所示
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设斜面倾角为θ,根据力矩平衡条件,若满足条件
木条就不会脱离斜面。根据题意
解得
(2)设G 为木条重心,由题意可知
当木条A 端刚刚离开斜面时,受力情况如图所示
由①中的分析可知,若满足
>
木条就不会脱离斜面解得
8. (2023 年7 月浙江宁波期末)如图所示,倾角
的足够长光滑斜面固定在水平面上,
斜面上放一长
、质量
的薄木板,木板的最右端叠放一质量
的
小物块,物块与木板间的动摩擦因数
。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
。则( )
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A. 要使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动,需恒力
B. 当恒力
时,物块会与木板发生相对滑动
C. 当恒力
时,物块会与木板发生相对滑动
D. 当恒力
时,物块滑离木板所用的时间为
【参考答案】C
【名师解析】
要使木板沿斜面加速运动,对物块与木板整体有
解得
故A 错误;
BC.对物块与木板整体,由牛顿第二定律可得
对物块有
为使物块不滑离木板,则
解得
综上可得,当
时物块不滑离木板;当
时物块与木板发生相对滑动;故
B 错误,C 正确;
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D.若
,物块能滑离木板。对木板有
对物块有
设经时间t 滑块滑离木板,由运动学公式有
解得
故D 错误。
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