2022届高考物理一轮复习专题27板块模型练习含解析

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A.F>28N B．F>38N
C．F≥38ND．F>42N
2.
[2021·广西省桂林市桂林中学月考]如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体A处于静止状态．若小车以1m/s2的加速度向右运动(g取10m/s2)，则( )
A．物体A相对小车向右运动
B．物体A受到的弹簧拉力增大
C．物体A受到的摩擦力减小
D．物体A受到的摩擦力大小不变
3．(多选)如图所示，质量为M的木板放在光滑的水平面上，木板的左端有一质量为m的木块，在木块上施加一水平向右的恒力F，木块和木板由静止开始运动，经时间t二者分离．则下列哪些变化可使时间t增大( )
A．仅增大木板的质量M
B．仅增大木块的质量m
C．仅增大恒力F
D．仅稍增大木块与木板间的动摩擦因数
4.
[2021·赣州模拟]如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间的动摩擦因数为eq \f(μ,3)，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度大小a可能是( )
A．a＝μgB．a＝eq \f(2μg,3)
C．a＝eq \f(4μg,3)D．a＝eq \f(μg,3)
5．[2021·全国乙卷](多选)水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左端上有一质量为m2的物体，如图(a)所示．用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图(b)所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小．木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示．已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2.假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g.则( )
A．F1＝μ1m1g
B．F2＝eq \f(m2（m1＋m2）,m1)(μ2－μ1)g
C．μ2>eq \f(m1＋m2,m2)μ1
D．在0～t2时间段物块与木板加速度相等
6．如图所示，在光滑水平面上，一个小物块放在静止的小车上，物块和小车间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10m/s2.现用水平恒力F拉动小车，关于物块的加速度am和小车的加速度aM的大小(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，下列选项可能正确的是( )
A.am＝2m/s2，aM＝1m/s2
B．am＝1m/s2，aM＝2m/s2
C．am＝2m/s2，aM＝4m/s2
D．am＝3m/s2，aM＝5m/s2
7．如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐．A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ.先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下．接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求：
(1)A被敲击后获得的初速度大小vA；
(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小aB、aB′；
(3)B被敲击后获得的初速度大小vB.
专题27 板块模型
1．D 由牛顿第二运动定律可得，对于甲：μ1mg＝ma1，此时木板乙：F－μ2(m＋M)g－μ1mg＝Ma2，若将木板乙从物块甲下面抽出，需要满足a2>a1，综上可得：F>42N，D项正确．
2．D 由题意可知A与平板车间最大静摩擦力Fm≥5N，若A随小车以1m/s2向右加速，需要的F合＝ma＝10N，弹簧向右的5N的弹力和向右5N的静摩擦力合力为10N，A相对小车不运动，故D正确．
3．BD 木块和木板从静止到分离均做匀加速直线运动，时间相等，位移差为板长L，有eq \f(1,2)a1t2－eq \f(1,2)a2t2＝L，eq \f(1,2)eq \f(F－μmg,m)t2－eq \f(1,2)eq \f(μmg,M)t2＝L，eq \f(1,2)t2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(F,m)－μg－\f(μmg,M)))＝L，若只增大M或F，t变小，若只增大m或μ，t变大，B、D正确．
4．D 若水平拉力较小，物块与长木板间不发生相对滑动，以整体为研究对象F－eq \f(μ,3)2mg＝2ma，a＝eq \f(F,2m)－eq \f(μg,3)，若F较大，物块相对长木板发生相对滑动，以长木板为对象μmg－eq \f(μ,3)2mg＝ma，a＝eq \f(μg,3)，D正确．
5．BCD 结合题图可知在0～t1时间内，物块与木板之间摩擦力为静摩擦力，物块与木板均静止，在t1～t2时间内，物块与木板之间摩擦力为静摩擦力，物块与木板一起滑动，选项D正确；把物块和木板看成整体，在t1时刻，由牛顿第二定律有F1－μ1(m1＋m2)g＝0，解得F1＝μ1(m1＋m2)g，选项A错误；t2时间后，物块相对于木板滑动，木板所受的滑动摩擦力为恒力，做匀加速直线运动，设t2时刻木板的加速度为a，在t2时刻，对木板由牛顿第二定律有μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＝m1a>0，显然μ2>eq \f(m1＋m2,m2)μ1，选项C正确；t2时刻，对物块由牛顿第二定律有F2－μ2m2g＝m2a，联立解得F2＝eq \f(m2（m1＋m2）,m1)(μ2－μ1)g，选项B正确．
6．C m与M相对静止的最大加速度为a，此时m受最大摩擦力，由牛顿第二定律μmg＝ma，a＝2m/s2，当加速度小于2m/s2时，物块、小车加速度相同，当m与M相对滑动时，m的加速度应为2m/s2，M的加速度大于2m/s2，故C正确．
7．解析：本题结合板块模型考查了牛顿第二定律以及运动学公式等知识，意在考查考生的推理能力．
(1)由牛顿运动定律知，A加速度的大小aA＝μg
匀变速直线运动2aAL＝v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(A))
解得vA＝eq \r(2μgL)
(2)设A、B的质量均为m
对齐前，B所受合外力大小F＝3μmg
由牛顿运动定律F＝maB，得aB＝3μg
对齐后，A、B所受合外力大小F′＝2μmg
由牛顿运动定律F′＝2maB′，得aB′＝μg
(3)经过时间t，A、B达到共同速度v，位移分别为xA、xB，A加速度的大小等于aA
则v＝aAt，v＝vB－aBt
xA＝eq \f(1,2)aAt2，xB＝vBt－eq \f(1,2)aBt2
且xB－xA＝L
解得vB＝2eq \r(2μgL)