《2022年高考物理最新模拟题精选训练专题叠加体问题 2.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理最新模拟题精选训练专题叠加体问题 2.pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、- 1 - 专题 03 叠加体问题1.(16 分 ) （2017 湖南怀化期中）如图所示，质量M=8 kg 的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平推力F=8 N, 当小车向右运动的速度达到1.5 m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2 kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数 =0.2 ， （取g=10m/s2), 求：(1) 小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度大小各为多大？(2) 要使物块不从小车上滑落. 小车的长度L 至少是多少？(3) 从小物块放上小车开始，经过1=1.5 s系统产生的热量Q及力 F所做的功W? （2）设m和M经过时间1t速度相等，且都为v
2、：10tavvM 1 分1tavm 1 分102tvvxM 1 分12tvxm 1 分mMxxL 1 分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 2 - 得：t1=1s 2m sv1.75mMx0.75mL 1 分（3）由功能关系：QmgL 1 分3JQ 1 分设M和m相对静止时，两者的共同加速度为a：amMF 1 分设在sttt5 .01时间内，M的位移为Mx：221tatvxM 1 分（另解：vva t）F在t1.
3、5s 内的功：MMWFxx 1 分（另解：22011()22WmM vMvQ）22.8JW 1 分2(12 分) 质量M3 kg 的滑板A置于粗糙的水平地面上，A与地面间的动摩擦因数10.3 ，其上表面右侧光滑段长度L12 m ，左侧粗糙段长度为L2，质量m2 kg、可视为质点的滑块B静止在滑板上的右端，滑块与粗糙段间的动摩擦因数20.15 ，取g10 m/s2，现用F18 N 的水平恒力拉动A向右运动，当A、B分离时，B相对地面的速度vB1 m/s ，求L2的值【名师解析】：本题考查了动能定理、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律等在水平恒力F的作用下，开始时A做匀加速运动，B静止不动，当A运动
4、位移为L1时B进入粗糙段，设此时A的速度为vA， 则对A， 由动能定理得：FL11(Mm)gL112Mv2A2 1 c n j y 解得vA 2 m/s B进入粗糙段后，设A加速度为aA，B加速度为aB，由牛顿第二定律得：对A，F1(Mm)g2mgMaA对B，2mgmaB名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 3 - 解得aA 0，aB1.5 m/s2即A以vA2 m/s 的速度做匀速直线运动直至A、B分离，设B在粗
5、糙段滑行的时间为t，则：对A，sAvAt对B，vBaBtsB12aBt2又：sAsBL2联立解得L21 m 答案： 1 m 3（ 2010海南）题3-6 图 1 中，质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 在木板上施加一水平向右的拉力F，在 03s 内F的变化如题3-4 图 2 所示，图中F以mg为单位，重力加速度g=10m/s2整个系统开始时静止(1) 求 1s、1.5s 、2s、3s 末木板的速度以及2s、3s 末物块的速度；(2) 在同一坐标系中画出03s 内木板和物块的vt图象，据此求03s 内物块相对于木板滑
6、过的距离。【名师解析】 (1) 设木板和物块的加速度分别为a和a，在 t 时刻木板和物块的速度分别为vt和vt，木板和物块之间摩擦力的大小为f，依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得f=ma 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 4 - f=mg，当vt vtvt 2=vt1+a(t2-t1) F-f=(2m)avt2=vt1+a (t2-t1) 由式与题给条件得v1=4m/s，v1.5=4.5m/s ，v2=4m
7、/s，v3=4m/s，v2=4m/s，v3=4m/s，(2) 由式得到物块与木板运动的vt 图象，如题2-4 图 J 所示。在03s 内物块相对于木板的距离s 等于木板和物块vt图线下的面积之差，即图中带阴影的四边形面积，该四边形由两个三角形组成，上面的三角形面积为0.25(m) ，下面的三角形面积为2(m) ，因此s=2.25 。4. （2008四川延考区理综）如题3-10 图，一质量为m=1kg 的木板静止在光滑水平地面时。开始时，木板右端与墙相距L=0.08m；质量为m=1kg 的小物块以初速度v0=2m/s 滑上木板左端。木板长度可保证物块在运动过程中不与墙接触。物块与木板之间的动摩擦
8、因数为=0.1 ，木板与墙的碰撞是完全弹性的。取g=10m/s2，求：（1）从物块滑上木板到两者达到共同速度时，木板与墙壁碰撞的次数及所用的时间；（2）达到共同速度时木板右端与墙之间的距离。【名师解析】（1）物块滑上木板后，在摩擦力作用下，木板从静止开始做匀加速运动。设木板加速度为a，经历时间T后与墙第一次碰撞，碰撞时的速度为v1，则名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 5 - mg=ma L=21aT2 v1=a
9、t 联立上述三式解得T=0.4s ，v1=0.4m/s 在物块与木板两者达到共同速度前，在每两次碰撞之间，木板受到物块对它的摩擦力作用而做加速度恒定的运动，因而木板与墙相碰后将返回至初态，所用时间为T。设在物块与木板两者达到共同速度v前木板共经历n次碰撞，则有v=v0- （2nT+t）a=at 式中t是碰撞n次后木板从起始位置至达到共同速度时所需要的时间。5式可改写为 2v=v0-2nT 由于木块的速率只能位于0 到v1之间，故有0v0-2nT2 v1 求解上式得1.5 n2.5 由于 n 是整数，故n=2。再由得t=0.2s ，v=0.2 m/s 从开始到物块与木板两者达到共同速度所用时间为
10、t=4T+t=1.8s （2）物块与木板达到共同速度时，木板与墙之间的距离为s=L21at 2联立式，并代人数据得s=0.06m 5. （ 2013全国）一长木板在水平面上运动，在t=0 时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图象如图4-5所示。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，取重力加速度的大小g=10m/s2，求：（1）物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数。（2）从t=0 时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
11、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 6 - 【名师解析】分析题给木板运动的速度时间图象，t=0.5s 时速度拐点，木板加速度开始减小，表明二者此时速度相等，应用牛顿运动定律及其相关知识列方程解答。【解答】（1）从t=0 时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。由图可知，在t1=0.5s 时，物块和木板的速度相同，设t=0到t=t1时间间隔内，物块和木板的加速度分别为a1和a2，则a1= v1/ t1
12、， a2=(v0- v1)/ t1，式中v0=5m/s，v1=1m/s 分别为木板在t=0、t=t1时速度的大小。设物块和木板的质量为m，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为1、2，由牛顿第二定律得：1mg=ma1，( 1+22)mg=ma2，联立式解得：1=0.20 ，2=0.30. ，（2）在t1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动。物块与木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为f，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则由牛顿第二定律得：f=ma1，22mg-f=ma2。假设 f 1mg，与假设矛盾，故f= 1mg 由式知，物块加速度大小a1=a1. 物块的v
13、t图象如图 4-5J 中的点划线所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 7 - 由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为：s1=21212av，s2=210vvt1+2221av，物块相对于木板位移的大小为s= s2- s1。联立解得：s=1.125m。【点评】本题主要考查牛顿运动定律，匀变速直线运动规律、速度图象、叠加体及其相关知识，意在考查考生灵活应用相关知识解决问题的能力。注解：解答叠加体的运动要隔离物体受力分析，对某个物体应用牛顿第二定律列出相关方程联立解得。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -