2021届高考物理二轮复习专题突破：专题十六牛顿运动定律与板块模型

修改时间：2021-01-08 浏览次数：152 类型：二轮复习编辑

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一、单选题

1. 如图所示，质量为m的物块放在质量为M的薄木板的右端，木板放在光滑的水平地面上，物块与薄木板间的动摩擦因数为μ．现对木板施加一水平向右的恒力F，木板从静止开始运动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．下列说法正确的是（）

A . 当F<μmg时，物块相对地面静止 B . 当F=μmg时，物块相对木板滑动 C . 当F>μmg时，物块相对木板滑动 D . 当F>μ(m+M)g时，物块的加速度与恒力F无关

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2. 如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上，A、B间的动摩擦力因数为μ，B与地面间的动摩擦力为 $\text{[math]}$ μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现对A施加一水平拉力F，则（　　）

A . 当F＜2μmg时，A，B都相对地面静止 B . 当F= $\text{[math]}$ μmg时，A的加速度为 $\text{[math]}$ μg C . 当F＞2μmg时，A相对B滑动 D . 无论F为何值，B的加速度不会超过 $\text{[math]}$ μg

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3.
如图，光滑水平面上放着质量为M的木板，木板左端有一个质量为m的木块。现对木块施加一个水平向右的恒力F ，木块与木板由静止开始运动，经过时间t分离。下列说法正确的是（）

A . 若仅增大木板的质量M ，则时间t增大 B . 若仅增大木块的质量m ，则时间t增大 C . 若仅增大恒力F ，则时间t增大 D . 若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则时间t减小

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二、多选题

4. 如图甲所示，质量为M=2kg 的木板静止在光滑水平面上，可视为质点的物块（质量设为m）从木板的左侧沿木板表面水平冲上木板．物块和木板的速度﹣时间图象如图乙所示，g=10m/s² ，结合图象，下列说法正确的是（　　）

A . 可求得物块在前2 s内的位移5 m B . 可求得物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2 C . 可求得物块的质量m=2 kg D . 可求得木板的长度L=2 m

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5.
如图所示，光滑水平面上放着长为L木板B，木板B上放着木块A．A、B接触面粗糙，现用一水平拉力F作用在B上使其由静止开始运动，用f₁代表B对A的摩擦力，f₂代表A对B的摩擦力，当滑块运动到木板左端时，木板在地面上移动的距离为x下列说法正确的有（）

A . 力F做的功一定等于A，B系统动能的增加量 B . 其他条件不变的情况下，木板质量越大，x越大 C . 力f₁对A做的功等于A动能的增加量与系统产生的热量之和 D . 其他条件不变的情况下，AB间摩擦力越大，滑块与木板间产生的热量越多

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6.
如图所示，质量为2kg的木板M放置在足够大光滑水平面上，其右端固定一轻质刚性竖直挡板，对外最大弹力为4N，质量为1kg的可视为质点物块m恰好与竖直挡板接触，已知M、m间动摩擦因数μ=0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．初始两物体均静止，某时刻开始M受水平向左力F作用，F与M位移关系为F=3+0.5x，重力加速度g=10m/s² ，关于M、m的运动，下列表述正确的是（）

A . 当F刚作用时，竖直挡板对m就有弹力作用 B . m的最大加速度为9m/s² C . 当M运动位移为24m过程中，F所做的功为216J D . m获得的最大速度无法求解

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7. 如图甲所示，水平地面上有一静止平板车，车上放一物块，物块与平板车表面间的动摩擦因数为0.1，t=0时，车受水平外力作用开始沿水平面向右做直线运动，其v﹣t图象如图乙所示，已知t=12s后车静止不动．平板车足够长，物块不会从车上掉下，g取10m/s² ．关于物块的运动，以下描述正确的是（）

A . 0～6s加速，加速度大小为2m/s² ， 6～12s减速，加速度大小为2m/s² B . 0～8s，物块所受摩擦力向右，8～12s物块所受摩擦力向左 C . 物块直到停止全过程物体在小车表面划过的痕迹长度为40m D . 物块直到停止全过程物体在小车表面划过的痕迹长度为24m

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三、综合题

8. 如图所示，在光滑的水平面上有一足够长的质量为M=4kg的长木板，在长木板右端有一质量为m=1kg的小物块，长木板与小物块间动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，长木板与小物块均静止。现用F=14N的水平恒力向右拉长木板，经时间t=1s撤去水平恒力F。

（1）刚撤去F时，小物块离长木板右端多远？

（2）最终长木板与小物块一同以多大的速度匀速运动？

（3）最终小物块离长木板右端多远？

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9. 如图所示，某货场需将质量为m的货物（可视为质点）从高处运送至地面，现利用固定于地面的倾斜轨道传送货物，使货物由轨道顶端无初速滑下，轨道与水平面成θ=37°角．地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同木板A、B，长度均为L=2m，厚度不计，质量均为m，木板上表面与轨道末端平滑连接．货物与倾斜轨道间动摩擦因数为μ₀=0.125，货物与木板间动摩擦因数为μ₁ ，木板与地面间动摩擦因数μ₂=0.2．回答下列问题：（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）

（1）若货物从离地面高h₀=1.5m处由静止滑下，求货物到达轨道末端时的速度v₀

（2）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ₁应满足条件

（3）若μ₁=0.5，为使货物恰能到达B的最右端，货物由静止下滑的高度h应为多少？

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10. 下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害．某地有一倾角为θ=37°（sin37°= $\text{[math]}$ ）的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示．假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数μ₁减小为，B、C间的动摩擦因数μ₂减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，B的上表面突然变为光滑，μ₂保持不变．已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度大小g=10m/s² ．求：

（1）在0~2s时间内A和B加速度的大小；

（2） A在B上总的运动时间．

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11. 如图所示，质量为m₁＝2kg的小铁块（大小不计），放在长为L＝2.5m的长木板左端，木板质量为m₂＝1kg，木板放在水平地面上，对小铁块施加水平向右的拉力F，已知铁块与木板间的摩擦因数为μ₁＝0.2，木板与地面间的摩擦因数为μ₂＝0.1，重力加速度g＝10m/s²。求：

（1）为把小铁块从右端拉离木板，对小铁块施加的水平向右的拉力F应满足的条件；

（2）若拉力F大小为8N，作用t＝2s后撤去拉力，撤去拉力时铁块和木板的速度大小v₁和v₂分别多大；

（3）在(2)的情况下，木板运动的最大速度。

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12. 如图所示，质量为M=1kg的滑板静止在足够大的粗糙水平地面上，左端紧靠固定的挡板，滑板AB段是半径为R=0.8m的四分之一光滑圆弧面，BC段是一较长的粗糙水平面，两段相切于B点。将一质量为m=1kg的滑块从A点由静止释放，它经B点后沿BC方向运动，最后和滑板相对静止。已知滑块与滑板BC段间的动摩擦因数μ₁=0.3，滑板与地面间的动摩擦因数μ₂=0.1，重力加速度取g=10m/s² ，滑块可视为质点。求：

（1）滑块运动到B点时对滑板的压力；

（2）滑块与滑板间因摩擦而产生的热量。

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13. 足够长木板静止放置在水平桌面上，木块A、B静止放置在长木板上，木块C固定在长木板上。木块A和B的质量m_A=m_B=m，木块C的质量为m_C=2m，长木板的质量为m，木块A、B与木板间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，木板与地面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，木块间的距离均为d，若给木块A一个水平向右的初速度 $\text{[math]}$ ，已知木块间碰撞后均粘在一起以共同速度运动，且碰撞时间极短，木块可看作质点。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：

（1） A与B碰撞后瞬间的速度；

（2） AB与C碰撞后瞬间ABC共同的速度。

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14. 如图所示，某货场需将质量为m=20kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用光滑倾斜轨道MN、竖直面内圆弧形轨道NP，使货物由倾斜轨道顶端距底端高度h=4m处无初速度滑下，两轨道相切于N点，倾斜轨道与水平面夹角为θ=60°，弧形轨道半径R=4m，末端切线水平。地面上紧靠轨道放着一块木板，质量为M=30kg，长度为L=10m，木板上表面与轨道末端P相切，若地面光滑，货物恰好未滑出木板，木板获得的最大速度为v=4m/s，不考虑货物与各轨道相接处能量损失、最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s² ，求：

（1）货物到达倾斜轨道末端N点时所用的时间t；

（2）在圆弧轨道上NP滑动过程中，摩擦力对货物做的功W_f；

（3）为避免木板在地面上滑行的距离过大，在地面上涂了防滑涂料，使木板与地面间的动摩擦因数μ₀=0.2，判断货物是否会滑出木板。

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15. 某学校实验小组进行实验练习。甲同学将质量为4kg、长度为1m的木板A静置在光滑水平面上，如图甲所示，取质量为2kg的物块B（可视为质点）轻放在木板A的一端，当给物块B施加6N $\text{[math]}$ 的瞬时水平冲量后，经过 $\text{[math]}$ 木板A和物块B达到共同速度。乙同学将整套装置放在倾角θ= $\text{[math]}$ 的足够长光滑斜面上，斜面上有一挡板P，如图乙所示，木板或者物块与挡板P碰撞后都会等速率反弹，碰后挡板P也随即脱落失去作用。现在乙同学将木板A与物块B（在木板A的最上端）同时由静止释放，释放时测量木板前端与挡板相距为 $\text{[math]}$ 。取重力加速度g=10m/s² ， sin $\text{[math]}$ =0.6，cos $\text{[math]}$ =0.8.求

（1）甲同学实验时，木板A与物块B在共同运动时的速度大小和A、B间的动摩擦因数；

（2）乙同学实验时，木板A碰挡板P时的速度大小；

（3）乙同学实验时，从木板A碰上挡板到物块B从木板底端滑落所经历的时间（第(3)问结果保留2位有效数字）。

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16. 如图所示.光滑水平面上静止放置质量M=2 kg.长L=0.84 m的长木板C；在板上离板左端s=0.12 m处静止放置质量m_A=1 kg的小物块A．A与C间的动摩擦因数μ=0.4.在板上最右端静止放置质量m_B=1 kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A、B均可视为质点，g=10 m/s.² ，现在木板上加一水平向右的外力F，问：

（1）当F=6 N时.A与B碰撞之前小物块A、B、C的加速度分别为多大?

（2）要使A与B碰撞之前.A的运动时间最短.则F至少应为多大.并求出最短时间；

（3）若在A与B刚发生弹性碰撞时撤去外力F.且A最终能滑出C．则F的取值范围是多少?

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17. 如图，质量为M=4kg 的木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点固定一根轻质弹簧，弹簧自由端在C点，C到木板左端的距离L=0.5m，质量为m=1kg 的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端，木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2，木板AB受到水平向左的恒力F=14N，作用一段时间后撤去，恒力F撤去时木块恰好到达弹簧自由端C处，此后运动过程中弹簧最大压缩量x=5cm，g=10m/s²。求：

（1）水平恒力F作用的时间t；

（2）撤去F后，弹簧的最大弹性势能E_P；

（3）整个过程产生的热量Q。

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18. 如图甲所示，一足够长的木板静止在光滑的水平地面上，可视为质点的小滑块质量为m=1kg，置于木板中央A处。从t=0时刻开始，木板在一定时间内受到水平方向的恒定拉力F，其运动的速度-时间图象如图乙所示。已知滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2，木板与滑块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s² ．求：

（1） t=0时刻滑块加速度的大小；

（2）拉力F的大小；

（3）为使滑块不从木板上滑落，木板的长度至少为多少？

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19. 如图所示，一水平的长L=2.25m的传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面，皮带以v₀=4m/s匀速顺时针转动，现在传送带上左端静止放上一质量为m=1kg的煤块（视为质点），煤块与传送带及煤块与平板上表面之间的动摩擦因数为均为μ₁=0.2，经过一段时间，煤块被传送到传送带的右端，此过程在传送带上留下了一段黑色痕迹，随后煤块在平稳滑上右端平板上的同时，在平板右侧施加一个水平向右恒力F=17N，F作用了t₀=1s时煤块与平板速度恰相等，此时刻撤去最终煤块没有从平板上滑下，已知平板质量M=4kg，（重力加速度为g=10m/s²），求：

（1）传送带上黑色痕迹的长度；

（2）求平板与地面间动摩擦因数的大小；

（3）平板上表面至少多长？（计算结果保留两位有效数字）。

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20. 如图所示，质量M=4 kg、长L=2 m的木板A静止在光滑水平面上，质量m=1 kg的小滑块B置于A的左端.B在F=3 N的水平恒力作用下由静止开始运动，当B运动至A的中点时撤去力F.A、B之间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10 m/s².求：

（1）撤去F之前A、B的加速度大小a₁、a₂.

（2） F对B做的功W.

（3）整个运动过程中因摩擦产生的热量Q.

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21. 如图所示，“L”形槽固定在光滑水平面，槽的曲面部分光滑，水平部分粗糙且长度d=2m，上方有水平向右的匀强电场，场强E=10²N/C．不带电的绝缘物体B静止在槽的水平部分最左端，在槽的最右端并排放置一个与它等高的，足够长的木板C，足够远处有竖直的挡板P．ABC质量均为m=1kg，现将带正电的电量q=5×10^﹣2C，物体A从槽的曲面上距B的竖直高度为h=0.8m处由静止释放，已知A.B与槽的水平部分及C的上表面的动摩擦因数均为μ=0.4．A与B，C与P的碰撞过程时间极短且碰撞过程中无机械能损失．A.B均可看作质点且A的电量始终保持不变，g取10m/s² ．求：

（1） A与B第一次碰撞后B的速度；

（2） A与B第二次碰撞后B的速度；

（3）物体B最终停在距离木板C左端多远处．

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22. 如图所示，一足够长的木板静止在水平面上，质量M＝0.4kg，长木板与水平面间的动摩擦因数μ₁＝0.1，一质量m=0.4kg的小滑块以v₀＝1.8m/s的速度从长木板的右端滑上长木板，滑块与长木板间动摩擦因数μ₂＝0.4，小滑块可看成质点，重力加速度g取10m/s² ，求：

（1）小滑块刚滑上长木板时，长木板的加速度大小a₁和小滑块加速度大小a₂；

（2）小滑块与长木板速度相等时，小滑块相对长木板上滑行的距离L；

（3）从小滑块滑上长木板到最后静止下来的过程中，小滑块运动的总距离S.

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