高考物理二輪考點精練專題16.7《滑塊木板模型》（含答案解析）

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精練16-7第十六部分  選修3-5七、滑塊木板模型一．選擇題1．如圖1所示，光滑水平面上靜置一個薄長木板，長木板上表面粗糙，其質(zhì)量為M，t=0時刻質(zhì)量為m的物塊以水平速度v滑上長木板，此后木板與物塊運動的v-t圖像如圖2所示，重力加速度，則下列說法正確的是[來源:]A． M=m               B． M=2mC． 木板的長度為8m    D． 木板與物塊間的動摩擦因數(shù)為0.1【參考答案】BC2、質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為μ.初始時小物塊停在箱子正中間，如圖所示．現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子保持相對靜止．設(shè)碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為(　　) [來源:]A.mv2     B.v2C.NμmgL  D．NμmgL【參考答案】BD3.如圖所示，A、B兩物體的中間用一段細(xì)繩相連并有一壓縮的彈簧，放在平板小車C上后，A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)。若地面光滑，則在細(xì)繩被剪斷后，A、B從C上未滑離之前，A、B在C上向相反方向滑動的過程中A．若A、B與C之間的摩擦力大小相同，則A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒B．若A、B與C之間的摩擦力大小相同，則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒C．若A、B與C之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動量不守恒D．若A、B與C之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒【參考答案】AD【名師解析】當(dāng)A、B兩物體組成一個系統(tǒng)時，彈簧的彈力為內(nèi)力，而A、B與C之間的摩擦力為外力。當(dāng)A、B與C之間的摩擦力大小不相等時，A、B組成的系統(tǒng)所受合外力不為零，動量不守恒；當(dāng)A、B與C之間的摩擦力大小相等時，A、B組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動量守恒。對A、B、C組成的系統(tǒng)，彈簧的彈力及A、B與C之間的摩擦力均屬于內(nèi)力，無論A、B與C之間的摩擦力大小是否相等，系統(tǒng)所受的合外力均為零，系統(tǒng)的動量守恒。故選項A、D正確。4.如圖所示，質(zhì)量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊放置在木板左端，滑塊與木板間滑動摩擦力大小為f，用水平的恒定拉力F作用于滑塊．當(dāng)滑塊運動到木板右端時，木板在地面上移動的距離為s，下列結(jié)論中正確的是（　　）
 A. 上述過程中，F做功等于滑塊和木板動能的增量          B. 其他條件不變的情況下，M越大，s越小
C. 其他條件不變的情況下，F越大，滑塊到達(dá)右端所用時間越長          D. 其他條件不變的情況下，f越大，滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多【參考答案】B,D  二．計算題1．如圖所示，質(zhì)量m1＝0.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長為1.5 m，現(xiàn)有質(zhì)量m2＝0.2 kg可視為質(zhì)點的物塊，以水平向右的速度v0＝2 m/s從左端滑上小車，最后在小車上某處與小車保持相對靜止．物塊與車上表面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10 m/s2.(1)求物塊在車上滑行的時間t；(2)要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度不超過多少？ (2)要使物塊恰好不從小車右端滑出，則物塊滑到車的右端時恰與小車有共同的速度v′.根據(jù)動量守恒定律，有m2v′0＝(m1＋m2)v′根據(jù)能量守恒定律，有μm2gL＝m2v′－(m1＋m2)v′2解得v′0＝5 m/s即要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車的速度不能超過5 m/s.答案：(1)0.24 s　(2)5 m/s2.如圖所示，長為L的木板A靜止在光滑的水平桌面上，A的左端上方放有小物體B（可視為質(zhì)點），一端連在B上的細(xì)繩，繞過固定在桌子邊沿的定滑輪后，另一端連在小物體C上，設(shè)法用外力使A、B靜止，此時C被懸掛著。A的右端距離滑輪足夠遠(yuǎn)，C距離地面足夠高。已知A的質(zhì)量為6m，B的質(zhì)量為3m，C的質(zhì)量為m?，F(xiàn)將C物體豎直向上提高距離2L，同時撤去固定A、B的外力。再將C無初速釋放，當(dāng)細(xì)繩被拉直時B、C速度的大小立即變成相等，由于細(xì)繩被拉直的時間極短，此過程中重力和摩擦力的作用可以忽略不計，細(xì)繩不可伸長，且能承受足夠大的拉力。最后發(fā)現(xiàn)B在A上相對A滑行的最大距離為。細(xì)繩始終在滑輪上，不計滑輪與細(xì)繩之間的摩擦，計算中可認(rèn)為A、B之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。（1）求細(xì)繩被拉直前瞬間C物體速度的大小υ0；[來源:Z.xx.k.Com]（2）求細(xì)繩被拉直后瞬間B、C速度的大小υ；（3）在題目所述情景中，只改變C物體的質(zhì)量，可以使B從A上滑下來。設(shè)C的質(zhì)量為km，求k至少為多大？【名師解析】                                 （3）設(shè)C物體的質(zhì)量為km，A、B之間的動摩擦因數(shù)為μ由（2）可知，細(xì)繩被拉直時B、C速度的大小v′′=此后B物體的加速度           A物體的加速度         經(jīng)時間t，B物體的速度        B物體的位移        同樣，A物體的速度           A物體的位移           [來源:]（i）根據(jù)題意，若k=1，當(dāng)v1=v2 時，x1－x2 =，解μ=0.4；             （ii）要使v1=v2 時，x1－x2 =L，利用（i）求得的動摩擦因數(shù)μ，可得k==1.29；                                               即C物體的質(zhì)量至少為1.29m時，才可以使B物體從A上滑下來。 3.如圖示，質(zhì)量M=2kg的長木板B靜止于光滑水平面上，B的右邊放有豎直固定擋板，B的右端距離擋板S?，F(xiàn)有一小物體A（可視為質(zhì)點）質(zhì)量為m=1kg，以初速度從B的左端水平滑上B。已知A與B間的動摩擦因數(shù) ，A始終未滑離B，B與豎直擋板碰前A和B已相對靜止，B與擋板的碰撞時間極短，碰后以原速率彈回。求：(1)B與擋板相碰時的速度大小（2）S的最短距離（3）木板B的長度L至少要多長（保留2位小數(shù)）【名師解析】  (3)A滑上B至B與擋板相碰過程中，A、B間的相對位移為，根據(jù)動能定理，有解得      B與擋板碰后，A、B最后一起向左運動，共同速度大小為，由動量守恒定律此過程中A、B的相對位移為，則有[來源:Zx.Com] 4.一長為，質(zhì)量為M的木板靜止在光滑的水平面上，一質(zhì)量為的滑塊以初速度滑到木板上，木板長度至少為多少才能使滑塊不滑出木板.（設(shè)滑塊與木板間動摩擦因數(shù)為）【名師解析】滑塊與木板相互作用系統(tǒng)動量守恒，滑塊不從木板上滑出則滑塊與木板有相等的末速度.設(shè)末速度為，滑塊滑動位移為S，則木板滑動位移為，由動量守恒定律得:                5.如圖所示，在光滑的水平面上有一長為L的木板B，其右側(cè)邊緣放有小滑塊C，與木板B完全相同的木板A以一定的速度向左運動，與木板B發(fā)生正碰，碰后兩者粘在一起并繼續(xù)向左運動，最終滑塊C剛好沒有從木板上掉下．已知A、B和C的質(zhì)量均為m，C與A、B之間的動摩擦國數(shù)均為μ．求：

①木板A與B碰前的速度v0；
②整個過程中木板B對木板A的沖量I．   
②由動量定理，B對A的沖量與A對B的沖量等大反向，則

負(fù)號表示B對A的沖量方向水平向右．
答：木板A與B碰前的速度v0是2
整個過程中木板B對木板A的沖量I是 ，方向水平向右．