专题16-7+滑块木板模型-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

专题16-7+滑块木板模型-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

100 考点最新模拟题千题精练 16-7 第十六部分 选修 3-5 七、滑块木板模型 一．选择题 1．如图 1 所示，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为 M，t=0 时刻质量为 m 的物块以水平速度 v 滑上长木板，此后木板与物块运动的 v-t 图像如图 2 所示， 重力加速度 ，则下列说法正确的是 A． M=m B． M=2m C． 木板的长度为 8m D． 木板与物块间的动摩擦因数为 0.1 【参考答案】BC 2、质量为 M、内壁间距为 L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为 m 的小物 块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间，如图所示．现给 小物块一水平向右的初速度 v，小物块与箱壁碰撞 N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保 持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为( ) A. 1 2mv2 B. 1 2 mM m＋Mv2 C. 1 2NμmgL D．NμmgL 【参考答案】BD 3.如图所示，A、B 两物体的中间用一段细绳相连并有一压缩的弹簧，放在平板小车 C 上后， A、B、C 均处于静止状态。若地面光滑，则在细绳被剪断后，A、B 从 C 上未滑离之前，A、 B 在 C 上向相反方向滑动的过程中 A．若 A、B 与 C 之间的摩擦力大小相同，则 A、B 组成的系统动量守恒，A、B、C 组成的 系统动量守恒 B．若 A、B 与 C 之间的摩擦力大小相同，则 A、B 组成的系统动量不守恒，A、B、C 组成 的系统动量守恒 C．若 A、B 与 C 之间的摩擦力大小不相同，则 A、B 组成的系统动量不守恒，A、B、C 组 成的系统动量不守恒 D．若 A、B 与 C 之间的摩擦力大小不相同，则 A、B 组成的系统动量不守恒，A、B、C 组 成的系统动量守恒 【参考答案】AD 【名师解析】当 A、B 两物体组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而 A、B 与 C 之间的摩擦 力为外力。当 A、B 与 C 之间的摩擦力大小不相等时，A、B 组成的系统所受合外力不为零， 动量不守恒；当 A、B 与 C 之间的摩擦力大小相等时，A、B 组成的系统所受合外力为零，动 量守恒。对 A、B、C 组成的系统，弹簧的弹力及 A、B 与 C 之间的摩擦力均属于内力，无论 A、B 与 C 之间的摩擦力大小是否相等，系统所受的合外力均为零，系统的动量守恒。故选 项 A、D 正确。 4.如图所示，质量为 M、长为 L 的木板置于光滑的水平面上，一质量为 m 的滑块放置在木 板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为 f，用水平的恒定拉力 F 作用于滑块．当滑块运动 到木板右端时，木板在地面上移动的距离为 s，下列结论中正确的是（ ） A. 上述过程中，F 做功等于滑块和木板动能的增量 B. 其他条件不变的情况下，M 越大，s 越小 C. 其他条件不变的情况下，F 越大，滑块到达右端所用时间越长 D. 其他条件不变的情况下，f 越大，滑块与木板间产生的热量越多 【参考答案】B,D 二．计算题 1．如图所示，质量 m1＝0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长为 1.5 m，现有质量 m2 ＝0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度 v0＝2 m/s 从左端滑上小车，最后在小车上 某处与小车保持相对静止．物块与车上表面间的动摩擦因数μ＝0.5，取 g＝10 m/s2. (1)求物块在车上滑行的时间 t； (2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度不超过多少？ (2)要使物块恰好不从小车右端滑出，则物块滑到车的右端时恰与小车有共同的速度 v′.根 据动量守恒定律，有 m2v′0＝(m1＋m2)v′ 根据能量守恒定律，有 μm2gL＝ 1 2m2v′ 2 0－ 1 2(m1＋m2)v′2 解得 v′0＝5 m/s 即要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度不能超过 5 m/s. 答案：(1)0.24 s (2)5 m/s 2.如图所示，长为 L 的木板 A 静止在光滑的水平桌面上，A 的左端上方放有小物体 B（可视 为质点），一端连在 B 上的细绳，绕过固定在桌子边沿的定滑轮后，另一端连在小物体 C 上，设法用外力使 A、B 静止，此时 C 被悬挂着。A 的右端距离滑轮足够远，C 距离地面足 够高。已知 A 的质量为 6m，B 的质量为 3m，C 的质量为 m。现将 C 物体竖直向上提高距离 2L，同时撤去固定 A、B 的外力。再将 C 无初速释放，当细绳被拉直时 B、C 速度的大小立 即变成相等，由于细绳被拉直的时间极短，此过程中重力和摩擦力的作用可以忽略不计，细 绳不可伸长，且能承受足够大的拉力。最后发现 B 在 A 上相对 A 滑行的最大距离为 。 细绳始终在滑轮上，不计滑轮与细绳之间的摩擦，计算中可认为 A、B 之间的最大静摩擦力 等于滑动摩擦力，取重力加速度 g=10m/s2。 （1）求细绳被拉直前瞬间 C 物体速度的大小υ0； （2）求细绳被拉直后瞬间 B、C 速度的大小υ； （3）在题目所述情景中，只改变 C 物体的质量，可以使 B 从 A 上滑下来。 设 C 的质量为 km，求 k 至少为多大？ 【名师解析】 （3）设 C 物体的质量为 km，A、B 之间的动摩擦因数为μ 由（2）可知，细绳被拉直时 B、C 速度的大小 v´´= 此后 B 物体的加速度 A 物体的加速度 经时间 t，B 物体的速度 B 物体的位移 同样，A 物体的速度 A 物体的位移 （i）根据题意，若 k=1，当 v1=v2 时，x1－x2 = ，解μ=0.4； （ii）要使 v1=v2 时，x1－x2 =L，利用（i）求得的动摩擦因数μ， 可得 k= =1.29； 即C物体的质量至少为1.29m时，才可以使B物体从A上滑下来。 3.如图示，质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上，B的右边放有竖直固定挡板，B的右端 距离挡板S。现有一小物体A（可视为质点）质量为m=1kg，以初速度 从B的左端 水平滑上B。已知A与B间的动摩擦因数 ，A始终未滑离B，B与竖直挡板碰前A和B已相 对静止，B与挡板的碰撞时间极短，碰后以原速率弹回。 求：(1)B与挡板相碰时的速度大小 （2）S的最短距离 （3）木板B的长度L至少要多长（保留2位小数） 【名师解析】 (3)A滑上B至B与挡板相碰过程中，A、B间的相对位移为 ，根据动能定理，有 解得 B与挡板碰后，A、B最后一起向左运动，共同速度大小为 ，由动量守恒定律 此过程中A、B的相对位移为 ，则有 4.一长为 ，质量为 M 的木板静止在光滑的水平面上，一质量为 的滑块以初速度 滑到 木板上，木板长度至少为多少才能使滑块不滑出木板.（设滑块与木板间动摩擦因数为 ） 【名师解析】滑块与木板相互作用系统动量守恒，滑块不从木板上滑出则滑块与木板有相等 的末速度.设末速度为 ，滑块滑动位移为 S，则木板滑动位移为 ，由动量守恒定律得: 5.如图所示，在光滑的水平面上有一长为 L 的木板 B，其右侧边缘放有小滑块 C，与木板 B 完全相同的木板 A 以一定的速度向左运动，与木板 B 发生正碰，碰后两者粘在一起并继续 向左运动，最终滑块 C 刚好没有从木板上掉下．已知 A、B 和 C 的质量均为 m，C 与 A、B 之间的动摩擦国数均为μ．求： ①木板 A 与 B 碰前的速度 v0； ②整个过程中木板 B 对木板 A 的冲量 I． ②由动量定理，B 对 A 的冲量与 A 对 B 的冲量等大反向，则 负号表示 B 对 A 的冲量方向水平向右．答：木板 A 与 B 碰前的速度 v0 是 2 整个过程中木板 B 对木板 A 的冲量 I 是 ，方向水平向右．