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题型：解答题题类：难易度：困难

广东省广州市真光中学2023-2024学年高三上学期9月月考物理试题

如图所示，一架质量为M=2kg的小车模型静止在光滑水平面上，车上放置有木板A，木板左端放有可视为质点、质量m_B=4kg的小物体B。A、B紧靠车厢前壁，木板A的右端与小车后壁相距一定的距离。现对小车施加水平向左的恒力F=34N，使小车从静止开始做匀加速直线运动，经过t₀=1s，木板A与车厢后壁发生碰撞，该过程中木板A的加速度大小a_A=4m/s，物体B未与木板A保持相对静止，但未从木板A上滑离，已知木板A与小车间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，物体B与木板A间的动摩擦因数μ=0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s²。

（1）求木板A的质量，和小车做匀加速直线运动的加速度大小；

（2）木板A的右端与小车后壁相距的距离；

（3）假设车和木板足够长，现对小车施加水平向左的大小从零开始连续增加的力F，请在图中画出物块B受到木板A的摩擦力f随拉力F大小变化的图像。（需要写明图像各部分表达式及所有关节点的运算过程和数值）

举一反三

某车沿水平地面向左做匀减速直线运动时，发现在小车车厢的顶部用轻质细线悬挂了一质量为m的小球，悬挂小球的细线与竖直方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，在车厢底板上放着一个质量为M的木块，小球及木块均和车厢保持相对静止，如图所示．若木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.7，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当地的重力加速度大小为g， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

如图所示，质量为 $\text{[math]}$ 、长度为 $\text{[math]}$ 的木板静止在光滑的水平面上，质量为 $\text{[math]}$ 的物块（视为质点）放在木板的最左端，物块和木板之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。现用一水平恒力 $\text{[math]}$ 作用在物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动。当木板运动的位移为x时，物块刚好滑到木板的最右端，则在这一过程中（　　）

如图甲，货车拉管、拉卷时，在紧急刹车时简化为下面的情景：如图乙，一带有挡板（车头）的长木板（车厢）放置在水平地面上，木板上距离挡板 $\text{[math]}$ 处有一物块（钢卷），初始时木板和物块一起以速度 $\text{[math]}$ 向右运动，某时刻木板在摩擦力作用下紧急制动减速，物块就会撞上木板前面的挡板，对挡板造成破坏，碰后两者粘在一起向前减速。已知木板质量 $\text{[math]}$ ，物块质量 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。木板与水平地面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，物块与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，物块可看作质点。

（1）求木板紧急制动减速过程中，木板和物块的加速度大小；

（2）求物块与挡板碰撞前瞬间的速度大小；

（3）若物块与挡板碰撞的时间 $\text{[math]}$ ，碰撞过程只考虑物块与挡板间的作用力，求此平均作用力的大小。

如图所示，一正方体木块放在一长木板的左端，长木板放在水平地面上，某时刻有F=16N的水平拉力作用在木块上，木块开始做匀加速直线运动，已知木块的质量m=2kg，长木板的质量M=2kg，木块与长木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，长木板与地面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，木板长度为L，重力加速度 $\text{[math]}$ 。

（1）求开始运动时木块和长木板的加速度。

（2）当木块运动2s时撤去拉力F（木块还没有掉下木板），求撤去F前木块在长木板上运动的距离。

（3）撤去F后，木块和长木板继续运动，最终木块恰好停在长木板的右端，求长木板的总长度L（木块的边长可忽略不计）

如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角 $\text{[math]}$ = 53°的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1 kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度g=10m/s² ，现对木板施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是（　　）

“高台滑雪”一直受到一些极限运动爱好者的青睐。挑战者以某一速度从某曲面飞出，在空中表演各种花式动作，飞跃障碍物（壕沟）后，成功在对面安全着陆。某同学利用物块演示分析该模型的运动过程：如图所示，ABC为一段光滑圆弧轨道，B为圆弧轨道的最低点。P为一倾角θ＝37°的固定斜面，斜面顶端表面处铺有一木板DE，木板上边缘与斜面顶端D重合，圆轨道末端C与斜面顶端D之间的水平距离为x＝0.32m。一物块以某一速度从A端进入圆形轨道ABC后从C端沿圆弧切线方向飞出，再经t＝0.2s恰好平行于木板从D端滑上木板，且恰好没有从木板滑离，斜面足够长。已知物块m＝1kg，木板质量M＝1kg，木板与物块之间的动摩擦因数从 $\text{[math]}$ ，木板与斜面之间的动摩擦因数从 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ， sin37°＝0.6，不计空气阻力，求：

（1）物块从C端飞出时的速度 $\text{[math]}$ 的大小，和 $\text{[math]}$ 与水平方向夹角的余弦值；

（2）木板的长度L；

（3）若将木板分成等长的两部分，其间平滑接触且不粘连，求最终小物块的速度。

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