2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系專題21滑塊

如圖所示，貨車車廂中央放置一裝有貨物的木箱，該木箱可視為質(zhì)點(diǎn)．已知木箱與車廂之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4.下列說(shuō)法正確的是( )
A．若貨車向前加速時(shí)，木箱對(duì)車廂的摩擦力方向向左
B．為防止木箱發(fā)生滑動(dòng)，則貨車加速時(shí)的最大加速度不能超過(guò)4 m/s2
C．若貨車行駛過(guò)程中突然剎車，木箱一定與車廂前端相撞
D．若貨車的加速度為5 m/s2時(shí)，木箱受到的摩擦力為靜摩擦力
答案：B
解析：若貨車向前加速時(shí)，車廂對(duì)木箱的摩擦力方向向左，根據(jù)牛頓第三定律得木箱對(duì)車廂的摩擦力方向向右，A錯(cuò)誤；當(dāng)摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，最大加速度a＝μg＝4 m/s2，B正確；若貨車行駛過(guò)程突然剎車，加速度小于等于4 m/s時(shí)木箱不會(huì)相對(duì)車廂滑動(dòng)，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)也不一定與車的前端相撞，C錯(cuò)誤；貨車的加速度5 m/s2>4 m/s2，木箱已經(jīng)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，木箱受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，D錯(cuò)誤．
2．[2024·廣東省中山市第一次模擬](多選)如圖甲所示，物塊A與木板B靜止地疊放在水平地面上，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，地面光滑．現(xiàn)對(duì)A施加水平向右的大小不同的拉力F，測(cè)得B的加速度a與力F的關(guān)系如圖乙所示，取g＝10 m/s2，則( )
A.當(dāng)F24 N時(shí)，A、B間的摩擦力保持不變
C．A的質(zhì)量為4 kg
D．B的質(zhì)量為2 kg
答案：BCD
解析：由圖乙可知，當(dāng)F24 N時(shí)，A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，A、B間滑動(dòng)摩擦力保持不變，A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)A、B的質(zhì)量分別為m1、m2，當(dāng)F＝24 N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)A，有F－μm1g＝m1a，對(duì)B，有μm1g＝m2a，解得A、B的質(zhì)量分別為m1＝4 kg，m2＝2 kg，C、D正確．
3．[2024·廣西南寧市開(kāi)學(xué)考試]如圖所示，質(zhì)量mA＝2 kg的小物塊A可以看作質(zhì)點(diǎn)，以初速度v0＝3 m/s滑上靜止的木板B左端，木板B足夠長(zhǎng)，當(dāng)A、B的速度達(dá)到相同后，A、B又一起在水平面上滑行直至停下．已知mB＝1 kg，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.2，木板B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.1，g取10 m/s2.求：
(1)小物塊A剛滑上木板B時(shí)，A、B的加速度大小aA和aB；
(2)A、B速度達(dá)到相同所經(jīng)過(guò)的時(shí)間t；
(3)A、B一起在水平面上滑行至停下的距離x.
答案：(1)aA＝2 m/s2，aB＝1 m/s2 (2)t＝1 s (3)x＝0.5 m
解析：(1)根據(jù)題意可知，A與B之間的滑動(dòng)摩擦力大小
f1＝μ1mAg＝4 N
B與水平面之間的滑動(dòng)摩擦力大小f2＝μ2(mA＋mB)g＝3 N
當(dāng)A剛滑上B時(shí)，由牛頓第二定律，對(duì)A有f1＝mAaA
對(duì)B有f1－f2＝mBaB
解得aA＝2 m/s2，aB＝1 m/s2
(2)設(shè)A、B達(dá)到相同的速度為v，對(duì)A、B相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程，由公式v＝v0＋at
對(duì)A有v＝v0－aAt
對(duì)B有v＝aBt
解得t＝1 s，v＝1 m/s
(3)以A、B整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得
f2＝(mA＋mB)a
一起在水平面上滑行至停下過(guò)程0－v2＝－2ax
解得x＝0.5 m
4．[2024·遼寧省阜新市月考]如圖所示，水平桌面上質(zhì)量m1為0.01 kg的薄紙板上，放有一質(zhì)量m2為0.04 kg的小水杯(可視為質(zhì)點(diǎn))，小水杯距紙板左端距離x1為0.5 m，距桌子右端距離x2為1 m，現(xiàn)給紙板一個(gè)水平向右的恒力F，欲將紙板從小水杯下抽出．若紙板與桌面、水杯與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1均為0.4，水杯與紙板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.2，重力加速度g取10 m/s2，設(shè)水杯在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不會(huì)翻倒，則：
(1)求F多大時(shí)，抽動(dòng)紙板過(guò)程水杯相對(duì)紙板不滑動(dòng)；
(2)當(dāng)F為0.4 N時(shí)，紙板的加速度是多大？
(3)當(dāng)F滿足什么條件，紙板能從水杯下抽出，且水杯不會(huì)從桌面滑落？
答案：(1)0.3 N (2)12 m/s2 (3)F≥0.315 N
解析：(1)當(dāng)抽動(dòng)紙板且水杯相對(duì)紙板滑動(dòng)時(shí)，對(duì)水杯進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得
μ2m2g＝m2a1，
解得a1＝2 m/s2
對(duì)整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得
F1－μ1(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a1
解得F1＝0.3 N
故當(dāng)F1≤0.3 N抽動(dòng)紙板過(guò)程水杯相對(duì)紙板不滑動(dòng)；
(2)當(dāng)F2＝0.4 N時(shí)，紙杯和紙板已經(jīng)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則有
F2－μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＝m1a
解得a＝12 m/s2
(3)紙板抽出的過(guò)程，對(duì)紙板有
F－μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＝m1a
紙板抽出的過(guò)程，二者位移關(guān)系滿足
x1＝ eq \f(1,2)at2－ eq \f(1,2)a1t2
紙板抽出后，水杯在桌面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t′恰好到桌面右邊緣靜止，有
μ1m2g＝m2a′1
由速度關(guān)系有a1t＝a′1t′
紙杯的位移關(guān)系有x2－ eq \f(1,2)a1t2＝ eq \f(a1t,2)×t′
聯(lián)立解得F＝0.315 N
所以，當(dāng)F≥0.315 N時(shí)，紙板能從水杯下抽出，且水杯不會(huì)從桌面滑落．

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