高一物理：板块问题(1)(答案)

一、知识清单 1． 【答案】 二、选择题 2． 【答案】D

【解析】在F逐渐增大的过程中，当AB间的静摩擦力达到最大值时，A与B将开始相对滑动．对A物体根据牛顿第二定律求出加速度，再对整体研究，求解此时F的大小．

【解答】解：当AB间的静摩擦力达到最大值时，A与B将开始相对滑动，根据牛顿第二定律得： 对A：μmAg=mAa，得a=μg=2m/s2

对整体：F=（mA+mB）a=（6+2）×2N=16N 所以当F＞16N时，A、B两物体开始相对滑动． 3． 【答案】B

【解析】由图知，当F=8N时，加速度为：a=2m/s2，对整体分析，由牛顿第二定律有：F=（mA+mB）a，代入数据解得：mA+mB=4kg，当F大于8N时，A、B发生相对滑动，根据牛顿第二定律得：对B有：a=

=

，由图示图象可知，图线的斜率：k=

=

=

=1，解得：mB=1kg，滑块

A的质量为：mA=3kg．

【方法技巧】当拉力较小时，m和M保持相对静止一起做匀加速直线运动，当拉力达到一定值时，m和M发生相对滑动，结合牛顿第二定律，运用整体和隔离法进行解答．

【命题立意】本题考查牛顿第二定律与图象的综合，知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键，掌握处理图象问题的一般方法，通常通过图线的斜率和截距入手分析． 4． 【答案】AC

Fμmg【解析】木块和木板一起运动的加速度为＝5 m/s2，木板的最大加速度am＝＝4 m/s2＜5 m/s2，故木

Mm＋MF－μmg

块和木板相对滑动，木块的加速度为＝5.5 m/s2，B错误，A、C正确；木块和木板刚要相对滑动时，

m拉力F＝(m＋M)am＝12 N，故D错误。 5． 【答案】 B

【解析】 对物体A、B整体，由牛顿第二定律，Fmax－μ1(m＋M)g＝(m＋M)a；对物体A，由牛顿第二定律，μ2mg＝ma；联立解得Fmax＝(m＋M)(μ1＋μ2)g，代入相关数据得Fmax＝15 N，选项B正确。

6． 【答案】 BCD

33

【解析】 当022右做匀加速直线运动；当F>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

3F－μmg

251

C正确．当F＝μmg时，A与B共同的加速度a＝＝μg，选项B正确．F较大时，取物块B为研究

23m3

3

2μmg－μmg

21

对象，物块B的加速度最大为a2＝＝μg，选项D正确．

m27． 【答案】B

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【解析】由于四个木块以同一加速度运动，可以把四个木块看作整体，由牛顿第二定律可得 F=（m+2m+m+2m）a

当右边木块间的摩擦力达到最大时，轻绳中拉力最大，设最大拉力为FT，隔离右边上面的木块， 由牛顿第二定律可得 μmg -FT=ma

隔离右边下面的木块，由牛顿第二定律可得F -μmg =2ma 联立上述三式解得轻绳对m的最大拉力FT=8． 【答案】 D

【解析】 当F突变为零时，可假设甲、乙两物体一起沿水平方向运动，则它们运动的加速度可由牛顿第二定律求出，由此可以求出甲所受的摩擦力，若此摩擦力小于它与乙间的最大静摩擦力，则假设成立，反之不成立。

假设甲、乙两物体一起沿水平方向运动，则由牛顿第二定律得 Ff2＝(m1＋m2)a① Ff2＝μ2(m1＋m2)g② 由①②得：a＝5 m/s2

物体甲的受力如图所示，可得甲受的摩擦力为

3mg，正确选项为B. 4

Ff1＝m1a＝10 N

因为最大静摩擦力Ffm＝μ1m1g＝12 N，Ff1＜Ffm

所以假设成立，甲受的摩擦力大小为10 N，方向向左，选项D正确。 9． 【答案】C 10．【答案】D 11．【答案】A

【解析】当A、B间有最大静摩擦力(2 N)时，对A由牛顿第二定律知，加速度为2 m/s2，对A、B整体应用牛顿第二定律有：F－0.2×30 N＝3×2 N，F＝12 N，A、B保持相对静止的条件是F≤12 N，A正确，B、C、D错误。

12．【答案】BC

【解析】由a-F图像可知，当F<48 N时，甲、乙两物体相对静止，当F>48 N时，甲、乙两物体相对滑动，

ΔF

此过程中，F－μm甲g＝m甲a，对应图线可得：m甲＝＝6 kg，将F＝60 N，a＝8 m/s2，代入上式可得μ＝0.2，

ΔaB、C正确。 13．【答案】AC

【解析】木块和木板可能保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度大小相等，故A正确；木块可能相对木板向前滑，即木块的加速度大于木板的加速度，都做匀加速直运动，故C正确，B、D错误。 14．【答案】 AC

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【解析】 隔离木块，分析受力，木块和小车恰不发生相对滑动时，它们有相同的加速度，由牛顿第二定律有μmg＝mam，解得am＝2 m/s2。木块和小车不发生相对滑动时，二者加速度相等，木块和小车发生相对滑动时，am＝2 m/s2，小车的加速度aM为大于2 m/s2的任意值。可能正确的是A和C。 15．【答案】D

【解析】隔离对B分析，求出AB发生相对滑动时的临界加速度，再对整体分析，运用牛顿第二定律求出刚好发生相对滑动时的拉力．

【解答】解：隔离对B分析，当AB间摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B发生相对滑动，则aB=

=

=6m/s2．

再对整体分析F=（mA+mB）a=8×6N=48N．知当拉力达到48N时，A、B才发生相对滑动．由于地面光滑，只要有拉力两物体就一起运动． 16．【答案】D

【解析】F>2μ(m1+m2)g=2.4N 17．【答案】BC 18．【答案】D 19．【答案】A

【解析】主要考查摩擦力和牛顿第二定律．木块和木板之间相对静止时，所受的摩擦力为静摩擦力．在达到最

kt

大静摩擦力前，木块和木板以相同加速度运动，根据牛顿第二定律a1＝a2＝.木块和木板相对运动时，

m1＋m2

μm2gkta1＝恒定不变，a2＝－μg.所以选A项．

m1m220．【答案】AC F【解析】三个木块的加速度相等，则可以把三者当作一个整体．整体的加速度为，质量为m的木块和质量6mF为2m的木块间的静摩擦力为f＝ma＝.那么质量为2m的木块受到五个力的作用，分别是自身的重力、m对6它的压力和摩擦力、地面的支持力、轻绳的拉力，A正确；对质量为m和2m的木块，由牛顿第二定律，轻绳FFFT上的拉力为FT′＝3m·＝，则当F增大到FT时，轻绳的拉力为，轻绳不会被拉断，B错误；当F增大到6m22FTFT2FT时，轻绳刚好被拉断，C正确；轻绳刚要被拉断时，加速度为a＝，两木块间的静摩擦力为f′＝m·＝3m3mFT，D错误． 321．【答案】C 三、计算题

22．【答案】v0≤6m/s

23．【答案】（１）a<μg （2）a≧μgv2/(v2-2μgL)

【解析】（１）木箱在车板给它的摩擦力作用下匀加速运动，摩擦力为最大静摩擦力时，加速度最大，有：μmg=ma得am=μg

为使木箱不相对于汽车运动，汽车加速度应满足a<μg （2）以a匀加速运动到速度为V，此过程中位移s1=v2/2a 此过程中时间 t1=v/a

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木箱加速运动时间 t2=v/μg 汽车匀速运动时间 t3=t2-t3 木箱加速位移s2=v2/2μg 汽车匀速运动位移s3=vt3

为使木箱不从汽车上掉下来应有s1+s3≧L+s2 联解以上各式得:a≧μgv2/v2-2μgL

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