2018届高考物理二轮复习热点2滑块—木板模型学案

热点2 滑块—木板模型

[热点跟踪专练]

1．(多选)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

间的动摩擦因数为μ，B 与地面间的动摩擦因数为12

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 ＝52μmg 时，A 的加速度为13

μg C ．当F >3μmg 时，A 相对B 滑动

D ．无论F 为何值，B 的加速度不会超过12

μg [解析] 当0

μmg 3μmg 时，A 相对B 向右做加速运动，B 相

对地面也向右加速，选项A 错误，选项C 正确．当F ＝52

μmg 时，A 与B 共同的加速度a ＝F －3

2

μmg 3m ＝13μg ，选项B 正确．F 较大时，取物块B 为研究对象，物块B 的加速度最大为a 2＝2μmg －32μmg m ＝12

μg ，选项D 正确． [答案] BCD

2．(2017·江西模拟)如图所示，在水平地面上叠放着质量均为M 的A 、B 两块木板，在木板A 的上方放着一个质量为m 的物块C ，木板和物块均处于静止状态．A 、B 、C 之间以及B 与地面之间的动摩擦因数都为μ.若用水平恒力F 向右拉动木板A ，使之从B 、C 之间抽出来，已知重力加速度为g ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则拉力F 的大小应该满足的条件是( )

A ．F >μ(2m ＋M )g

B ．F >μ(m ＋2M )g

C ．F >2μmg

D ．F >2μ(m ＋M )g

[解析] 要使A 能从B 、C 间抽出来，则A 要相对于B 、C 都滑动，所以A 、C 间与A 、B 间都是滑动摩擦力，对A 有a A ＝F －μmg －μM ＋m g M ，对C 有a C ＝μmg m

，B 受到A 对B 的水平向右的滑动摩擦力μ(M ＋m )g 和地面对B 的摩擦力f ，由于f ≤μ(2M ＋m )g ，所以A 刚要从B 、C 间抽出时，B 静止不动，即a A >a C 时，A 能从B 、C 间抽出，得F >2μ(M ＋m )g ，D 对．

[答案] D

3．(2017·广州模拟)如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 和3m 的三个木块，其中质量为2m 和3m 的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为F 0；质

量为m 和2m 的木块间的最大静摩擦力为12

F 0.现用水平拉力F 拉质量为3m 的木块，使三个木块一起加速运动，下列说法正确的是( )

A ．质量为2m 的木块受到四个力的作用

B ．当F 逐渐增大到F 0时，轻绳刚好被拉断

C ．在轻绳未被拉断前，当F 逐渐增大时，轻绳上的拉力也随之增大，并且大小总等于F 大小的一半

D ．在轻绳被拉断之前，质量为m 和2m 的木块间已经发生相对滑动

[解析] 质量为2m 的木块受到5个力的作用，重力、拉力、压力、支持力和摩擦力，则选项A 错误；对三者整体，应用牛顿第二定律有F ＝6ma ，对质量为m 和2m 的木块整体，同理有，轻绳拉力T ＝3ma ＝F 2，隔离质量为m 的木块，有f ＝ma ＝F 6

，可知在轻绳未被拉断前，当F 逐渐增大时，轻绳上的拉力也随之增大，并且大小总等于F 大小的一半，则选项C 正确；当F 逐渐增大到F 0时，轻绳拉力T ＝F 0

2，轻绳没有达到最大拉力不会被拉断，则选项B 错误；

当T 逐渐增大到F 0时，f ＝F 03，质量为m 和2m 的木块间的摩擦力没有达到最大静摩擦力12

F 0，故在轻绳被拉断之前，质量为m 和2m 的木块间不会发生相对滑动，选项D 错误．

[答案] C

4．(多选)(2017·云南昆明质检)如图甲所示，质量m A ＝1 kg ，m B ＝2 kg 的A 、B 两物块叠放在一起静止于粗糙水平地面上．t ＝0时刻，一水平恒力F 作用在物块B 上，t ＝1 s 时刻，撤去F ，B 物块运动的速度—时间图象如图乙所示，若整个过程中A 、B 始终保持相对静止，则( )

A ．物块

B 与地面间的动摩擦因数为0.2

B ．1～3 s 内物块A 不受摩擦力作用

C ．0～1 s 内物块B 对A 的摩擦力大小为4 N

D ．水平恒力的大小为12 N

[解析] 在v －t 图象中图线的斜率大小等于物块运动的加速度大小，则a 1＝4 m/s 2，a 2＝2 m/s 2，对两物块受力分析，由牛顿第二定律可得：F －μ(m A ＋m B )g ＝(m A ＋m B )a 1，μ(m A ＋m B )g ＝(m A ＋m B )a 2，解得：μ＝a 2g

＝0.2，F ＝18 N ，选项A 正确，选项D 错误；1～3 s 内两物块一起运动，物块A 也具有水平向左的加速度，对其受力分析，可知：B 对A 施加了水平向左的静摩擦力，选项B 错误；同理在0～1 s 内物块A 也具有水平向右的加速度，对其受力分析，可知：B 对A 施加了水平向右的静摩擦力，由牛顿第二定律可得：f ＝m A a 1＝4 N ，选项C 正确．

[答案] AC

5．(多选)(2017·云南昆明质检)将A 、B 两物块叠放在一起放到固定斜面上，物块B 与斜面之间的动摩擦因数为μ1，物块A 、B 之间的动摩擦因数为μ2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )

A．若μ1＝0，则物体A、B一定不会发生相对滑动

B．若μ1＝0，则物体A、B一定会发生相对滑动

C．若μ1＝μ2，则物体A、B一定会发生相对滑动

D．若μ1＝μ2，则物体A、B一定不会发生相对滑动

[解析] 若物块B与斜面之间的动摩擦因数μ1＝0，则A、B一起沿斜面以共同的加速度下滑，一定不会发生相对滑动，选项A正确，B错误；若μ1＝μ2，A、B一起沿斜面以共同的加速度下滑，一定不会发生相对滑动，选项C错误，D正确．

[答案] AD

6．(多选)(2017·河南开封一模)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.现用一水平恒力F作用在滑块上，当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s.下列说法正确的是( )

A．上述过程中，滑块克服摩擦力做的功为f(L＋s)

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，滑块到达木板右端所用时间越长

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