牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（板塊問題） 專項(xiàng)練-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（板塊問題）專項(xiàng)練

2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)備考

一、單選題

1.如圖甲所示，光滑斜面上有固定擋板A,斜面上疊放著小物塊B和薄木板C,木板下端位于擋板

A處，整體處于靜止?fàn)顟B(tài)。木板C受到逐漸增大的沿斜面向上的拉力尸作用時(shí)，木板C的加速度a

與拉力歹的關(guān)系圖象如圖乙所示，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g=10m/s2,則

由圖象可知下列說法正確的是（）

A.10N<R<15N時(shí)物塊B和木板C相對(duì)滑動(dòng)

B.木板和物塊兩者間的動(dòng)摩擦因數(shù)不可求出

C.由題目條件可求木板C的質(zhì)量

D.尸>15N時(shí)物塊B和木板C相對(duì)滑動(dòng)

2.如圖所示，P、Q兩本完全相同的物理課本，疊放在足夠長的水平桌面上，所有接觸面間的動(dòng)摩擦

因數(shù)均為〃，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，每本物理課本質(zhì)量均為M重力加速度為g,不計(jì)空氣

阻力,則要將物理課本Q從物理課本P下方水平抽出,作用在物理課本Q上的水平拉力尸不小于（）

A.]umgB.2ptmgC.3〃加gD.4〃加g

3.光滑水平地面上有一質(zhì)量為叨的長木板，木板的左上端有一質(zhì)量為儂的物塊，如圖（a）所示用

水平向右的拉力/作用在木板上，尸隨時(shí)間/的變化關(guān)系如圖（b）所示，其中B為力時(shí)刻尸的大小。

某加速度。隨時(shí)間f的變化關(guān)系如圖（c）所示。己知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，假設(shè)最大靜摩

擦力與相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（）

A.0時(shí)刻后長木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

機(jī)2（叫+膽）

B.6二^^——jg

網(wǎng)

C.在〃時(shí)刻兩者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且力時(shí)刻后物塊加速度不變

D.若長木板足夠長，最終物塊會(huì)和長木板達(dá)到共速

4.如圖所示，在粗糙水平面上放置質(zhì)量分別為機(jī)和2機(jī)的四個(gè)物塊，物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為4,

物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，上面的兩物塊用不可伸長、可承受足夠大拉力的水平輕繩相連。

現(xiàn)對(duì)右邊質(zhì)量為，〃的物塊施加水平向右的力凡使四個(gè)物塊一起向右運(yùn)動(dòng)。已知最大靜摩擦力等于滑

動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g。為使物塊之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則尸的最大值為（）

2m.2m.------

mm------?F

"77777777777777777777777^77

A.3jumgB.3.6jumgC.4.5〃機(jī)gD.6jnmg

5.如圖所示，質(zhì)量為4kg的薄木板靜置于足夠大的水平地面上，其左端有一質(zhì)量為2kg的物塊，現(xiàn)

對(duì)物塊施加一大小為12N、水平向右的恒定拉力憶只要拉力方作用的時(shí)間不超過1s,物塊就不能脫

離木板。已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，

取重力加速度大小g=10m/s2。則木板的長度為（）

nm~~￡77.

////////////////////////////////////////////////

A.0.8mB.1.0mC.1.2mD.1.5m

6.如圖所示，長木板放置在水平面上，一小物塊置于長木板的中央，長木板和物塊的質(zhì)量均為處

物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為V。己知最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩

擦力大小相等，重力加速度為g,現(xiàn)對(duì)物塊施加一水平向右的拉力尸=L2〃mg,則木板的加速度a的

大小是（）

m〃

m|~|——a

"7777777777777777777777777777

A.0.45〃gB.0.35〃gC.0.25〃gD.0.5〃g

7.如圖所示，質(zhì)量為根的木塊在質(zhì)量為M的木板上滑行，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃/,木塊與

木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為a2,木板一直靜止，則（）

>V

m

M

v/zv//////////////////,

A.木塊受到向右的靜摩擦力

B.木板受到木塊向左的滑動(dòng)摩擦力

C.木板與地面之間的摩擦力大小為⑷（m+M）g

D.木塊給木板的摩擦力大小為

8.如圖所示，光滑水平桌面上放置長/=0.78m的木板。f=0時(shí)，小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從木板的左

端以匕=4m/s的速度向右滑上木板，同時(shí)木板以“=4m/s的速度向左滑動(dòng)；r=0.1s時(shí)，小物塊從木

板的右端滑下。已知小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=04，重力加速度大小g=10m/s2,則小物塊

與木板的質(zhì)量之比為（）

777/P777_777_777_77_777_777_77777■7777

A.3:1B.2:1C.1:2D.1:3

二、多選題

9.如圖甲所示，在水平面上有一質(zhì)量為2%的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m的木塊，現(xiàn)給木

塊施加一隨時(shí)間增大的水平力尸=后（左是常數(shù)），木塊加速度的大小隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，

木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為從、木板與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃2,假定接觸面之間的最大

A.。~（時(shí)間內(nèi)木塊受到的摩擦力大小為〃

B.A<2出

C.乙圖中g(shù)=2g

D.4~二2與質(zhì)-時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的兩段斜線斜率的絕對(duì)值之比為1：3

10.如圖所示為教師辦公室中抽屜使用過程的簡圖：抽屜底部安有滾輪，當(dāng)抽屜在柜中滑動(dòng)時(shí)可認(rèn)為

不受抽屜柜的摩擦力，抽屜柜右側(cè)裝有固定擋板，當(dāng)抽屜拉至最右端與擋板相碰時(shí)速度立刻變?yōu)?。

現(xiàn)在抽屜完全未抽出，在中間位置放了一個(gè)手機(jī)，手機(jī)長度d=0.2m,質(zhì)量〃?=0.2kg,其右端離抽

屜右側(cè)的距離也為d,手機(jī)與抽屜接觸面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0」，抽屜總長L=0.8m,質(zhì)量M=1kg。

不計(jì)抽屜左右兩側(cè)及擋板的厚度，重力加速度g=10m/s2。現(xiàn)對(duì)把手施加水平向右的恒力凡貝心)

擋板

A.當(dāng)水平恒力的大小bWIN時(shí)，手機(jī)與抽屜有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

B.當(dāng)水平恒力的大小廠W0.3N時(shí)，手機(jī)不與抽屜右側(cè)發(fā)生磕碰

C.為使手機(jī)不與抽屜右側(cè)發(fā)生磕碰，水平恒力的大小應(yīng)滿足歹2L8N

D.為使手機(jī)不與抽屜左側(cè)發(fā)生磕碰，水平恒力的大小必定滿足/24.4N

11.如圖甲所示，粗糙的水平地面上有一塊長木板P,小滑塊。放置于長木板上的最右端?，F(xiàn)將一個(gè)

水平向右的力尸作用在長木板的右端，讓長木板從靜止開始運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去力尸的作用?；瑝K、

長木板的速度圖像如圖乙所示，已知滑塊與長木板的質(zhì)量相等，滑塊。始終沒有從長木板尸上滑下。

重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是（）

甲乙

A.f=9s時(shí)長木板尸停下來

B.長木板P的長度至少是7.5m

C.滑塊。與長木板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.5

D.滑塊。在長木板P上滑行的相對(duì)位移為12m

12.如圖所示，傾角為6的斜面斜面上放置一長木板A,木板上放置一物塊B,木板A與斜面的動(dòng)摩

擦因數(shù)為四，與物塊B的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃「兩個(gè)動(dòng)摩擦因數(shù)都小于tan。，兩物體從靜止釋放，下列

A.若〃］小于〃2，則A、B相對(duì)運(yùn)動(dòng)B.若〃1小于〃一則A、B相對(duì)靜止

C.若〃1大于〃2，則A、B相對(duì)運(yùn)動(dòng)D.若〃|大于〃2，則A、B相對(duì)靜止

三、解答題

13.如圖所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2機(jī)和機(jī)，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)

為〃，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為;最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對(duì)A施

加一水平拉力R求：

(1)B的最大加速度；

(2)若A、B發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，歹的最小拉力；

(3)當(dāng)尸=時(shí)，A的加速度大小。

14.物體A的質(zhì)量叫=L0kg,靜止在光滑水平面上的木板B上,木板B的質(zhì)量咫=2.0kg、長L=2.0m,

某時(shí)刻物體A以%=4.0m/s的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同時(shí)，給B施加一個(gè)水平

向右的拉力己若A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.20,忽略物體A的大小，重力加速度g=10m/s2。

求:

(1)物體A剛滑上B時(shí)的加速度大小和方向；

(2)為使A不從B板右側(cè)滑落，拉力尸應(yīng)滿足的條件;

(3)為使A不從B板左側(cè)滑落，拉力廠應(yīng)滿足的條件。

15.如圖，傾角為6的斜面體C同定在水平地面上，一質(zhì)量〃”=2kg的木板A以%3m/s初速度沿斜

面勻速下滑，木板A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為⑷，將一質(zhì)量加2=lkg的滑塊B輕放在木板A上，滑

塊B可視為質(zhì)點(diǎn)，與木板A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃2,且〃當(dāng)木板A速度剛減為零時(shí)，滑塊

B恰好從下端滑離木板，滑塊B在木板A上滑動(dòng)時(shí)會(huì)留下痕跡。已知斜面足夠長，sin0=0.4,重力加

速度g=10m/s2,求：

(1)木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)大?、?結(jié)果可保留根號(hào))；

(2)滑塊B剛放在木板A上時(shí)，滑塊B的加速度大小。2及木板A的加速度大小ai；

(3)滑塊B在木板A上留下痕跡的長度s。

參考答案:

1.D

AD.由圖像可知，當(dāng)lONvbvlSN時(shí)物塊B和木板C相對(duì)靜止，當(dāng)廠>15N時(shí)木板的加速度變大，

可知此時(shí)物塊B和木板C產(chǎn)生了相對(duì)滑動(dòng)，故A錯(cuò)誤，D正確；

B.因當(dāng)耳=15N時(shí)，?=2.5m/s2,此時(shí)木塊和木板開始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)物塊和木板之間的摩擦

力達(dá)到最大，則對(duì)物塊

/nmgcos0—mgsin6=ma

聯(lián)立方程可求解

百

故B錯(cuò)誤；

C.對(duì)木板和木塊的整體，當(dāng)￡=10N時(shí)，。=0,則

耳=(M+m)gsin0

當(dāng)耳=15N時(shí)，〃=2.5m/s2,則

F2一(M+m)gsin0=(M+m)a

聯(lián)立方程可求解

M+m=2kg

?八1

sin6/=—

2

但是不能求解木板c的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤。

2.D

要將物理課本Q從物理課本P下方水平抽出，物理課本P的加速度為

aP=Hg

對(duì)物理課本Q有

F-3/2mg=maQ

解得

F>4〃儂

3.C

AC.圖(c)中在％時(shí)刻之后加速度保持不變，說明1時(shí)刻物塊與長木板開始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則圖(c)

為物塊的圖像，。時(shí)刻后由于作用在長木板的拉力繼續(xù)增大，所以長木板的加速度繼續(xù)增大，故

A錯(cuò)誤，C正確；

D.由于4時(shí)刻物塊與長木板開始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，之后物塊的加速度一直小于長木板的加速度，貝I"時(shí)

刻后物塊的速度一直小于長木板的速度，所以物塊與長木板不會(huì)達(dá)到共速，故D錯(cuò)誤；

B.在4時(shí)刻，以物塊與長木板為整體，根據(jù)牛頓第二定律可得

片=(g+m2)a

以物塊為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得

〃嗎g=m2a

聯(lián)立可得

￡=〃(/+m2)g

故B錯(cuò)誤。

4.B

設(shè)當(dāng)右側(cè)兩物體間的摩擦力恰好達(dá)到最大值時(shí)加速度為a,對(duì)右側(cè)上面的物體分析，根據(jù)牛頓第二

定律有

〃x2mg—T=2ma

對(duì)左側(cè)兩體分析，根據(jù)牛頓第二定律有

T-0.5//X3mg=3ma

聯(lián)立解得

a=O.ljUg

對(duì)右側(cè)下面的物體整體分析，根據(jù)牛頓第二定律有

Fm-0.5/J,x3mg-x2mg=ma

解得

Fm=3.6/ng

5.B

設(shè)拉力E作用下物塊在木板上滑動(dòng)，物塊的加速度大小為q,撤去外力后物塊的加速度大小為電，

木板的加速度為生，根據(jù)牛頓第二定律有

F-juxmg=max

4Mg=ma2

^mg-+m)g=Ma3

解得

222

%=2m/s,a2=4m/s,a3=0.5m/s

拉力尸作用的時(shí)間為Is時(shí)，物塊、木板的速度為

匕=g=2m/s,v2=a3tx=0.5m/s

設(shè)又經(jīng)時(shí)間，物塊、木板共速，則

V共—Vj—。2/2=%)+。3‘2

解得

14,

?2=-S-煤卷儂

木板的長度為

L=-Vt.--v2t.+”+?共/-%+?共r-0.75+0.25m=1.0m

2222

6.B

若木板與物塊之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)木板有

/jmg—(x2mg=ma

解得

2

對(duì)物塊，根據(jù)牛頓第二定律有

F—]umg=ma'

解得

ar=0.2/ig<a

所以二者之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，木板的加速度的大小為

F--x2mg

〃木板二3二°.35〃g

2m

7.D

ABD.木塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng)，故木塊受到木板向左的滑動(dòng)摩擦力，大小為

Ff=42外=42mg

力的作用是相互的，故木塊對(duì)木板有向右的滑動(dòng)摩擦力，大小為〃2叫，故AB錯(cuò)誤，D正確；

C.木板靜止，所以木板與地面之間的摩擦力為靜摩擦力，大小等于木塊對(duì)木板的摩擦力大小，也為

gmg,而不能用滑動(dòng)摩擦力的公式計(jì)算，故C錯(cuò)誤。

8.A

由小物塊的受力可知，小物塊的加速度大小為

F

%=一="

叫

同理木板的加速度大小為

F/jm

Cl2——lg

m2m2

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本關(guān)系可知，小物塊向右的位移為

1

玉=v^t——2

同理，木板向左的位移為

12

%2=—aj

由題可知

1=Xx+X2

聯(lián)立解的

叫_3

m21

9.CD

A.由題圖乙可知，在匕時(shí)間內(nèi)木塊的加速度為0,木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，木塊受到的是靜摩擦

力，與水平力歹的大小相等，即隨時(shí)間的增加而增大，故A錯(cuò)誤；

BC.在馬時(shí)刻，木塊與長木板間的靜摩擦力達(dá)到最大，為〃"g,此時(shí)對(duì)長木板有

從Mg—3/Li2mg=2ma0>0

即

"Mg>3R21ng

則有

Ai>3%

解得

故B錯(cuò)誤，C正確;

D.設(shè)％~馬、L-G時(shí)間內(nèi)木塊的加速度大小分別為q、?2；4時(shí)間內(nèi)木塊與長木板保持相等靜止,

根據(jù)牛頓第二定律可得

%=巴羋氈=1心隹t2?1時(shí)間內(nèi)木塊與長木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，以木塊為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二

3m3m

定律可得

F-jU^mgk

=一%g

mm

則這兩段時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的圖線斜率的絕對(duì)值之比為

k

31n_J_

~i^~3

故D正確。

10.BC

A.手機(jī)的最大加速度為

手機(jī)與抽屜一起加速運(yùn)動(dòng)的最大拉力為

Fm=（M+rn）am=12N

當(dāng)水平恒力的大小P4IN時(shí)，手機(jī)與抽屜無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)水平恒力的大小F=0.3N時(shí)，抽屜和手機(jī)一起加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為

F03

a=---------=——:-m/s2=0.25m/s2

M+m1+0.2

當(dāng)抽屜拉至最右端與擋板相碰時(shí)

2%L=片

解得

抽屜停止運(yùn)動(dòng)后，手機(jī)向右滑動(dòng)，則

V；=2amx,

解得手機(jī)向右滑動(dòng)的位移大小為

玉=0.2m=d

手機(jī)恰好不與抽屜右側(cè)發(fā)生磕碰；當(dāng)水平恒力的大小心0.3N時(shí)，手機(jī)不與抽屜右側(cè)發(fā)生磕碰，B正

確；

C.當(dāng)廠＞1.2N時(shí)手機(jī)與抽屜相對(duì)滑動(dòng)，水平恒力的大小F=L8N時(shí)，對(duì)抽屜由牛頓第二定律得

F-jLtmg=Ma2

解得

2

a2=1.6m/s

當(dāng)抽屜拉至最右端與擋板相碰時(shí)

71

L=—a2t2

解得

t2=Is

手機(jī)的速度為

v2=amt2=lm/s

手機(jī)的位移為

%=0.5m

抽屜停止運(yùn)動(dòng)后手機(jī)向右滑動(dòng)的位移

x3=x2=0.5m

則

x2+x3=L+d

則手機(jī)恰好與抽屜右側(cè)不磕碰，所以為使手機(jī)不與抽屜右側(cè)發(fā)生磕碰，水平恒力的大小可滿足F>1,8N,

C正確；

D.恰好與左端相碰時(shí)，對(duì)抽屜由牛頓第二定律得

F-/nmg=Ma}

當(dāng)抽屜拉至最右端與擋板相碰時(shí)

A——

手機(jī)向右運(yùn)動(dòng)的位移大小為

12

則

.L—2d

解得

F=2.2N

手機(jī)恰好不與抽屜左側(cè)發(fā)生磕碰，所以為使手機(jī)不與抽屜左側(cè)發(fā)生磕碰，水平恒力的大小必定滿足

FW2.2N,D錯(cuò)誤；

11.AB

AC.由圖乙可知，力尸在ti=5s時(shí)撤去，此時(shí)長木板P的速度v；=5m/s,t2=6s時(shí)兩者速度相同，V2=3m/s,

/2=6s前長木板尸的速度大于滑塊。的速度，/2=6s后長木板尸的速度小于滑塊。的速度，0?6s過程

中，以滑塊。為對(duì)象，由牛頓第二定律得

N和g=m%

解得

4=0.05

5?6s過程中，以長木板P為對(duì)象，由牛頓第二定律得

%(2m)g+從mg=ma2

解得

jU2=0.075

從6s末到長木板停下來的過程中，由牛頓第二定律得

(2m)g-ju{mg=ma3

解得

%=Im/s2

這段時(shí)間

M=2k=3s/=9s時(shí)長木板尸停下來，故A正確，C錯(cuò)誤；

a3

B.長木板P的長度至少是前6s過程中滑塊。在長木板P上滑行的距離

Ax】=；x5x5m+；x(5+3)xlm-；x3x6m=7.5m

故B正確；

D.在從6s末到滑塊停下來的過程中，由牛頓第二定律得

"Mg=ma4

解得

2

a4=0.5m/s

這段時(shí)間

=6s

所以t3=Us時(shí)滑塊Q停下來，6s后滑塊Q在長板P上滑行的距離

Ax=-x6x3m--x3x3m=4.5m

222

前6s長木板P速度更大，后6s滑塊Q速度更大，則滑塊Q在長木板P上滑行的相對(duì)位移為

Ax=Ax】-AX2=3m

故D錯(cuò)誤。

12.BC

依題意，兩個(gè)動(dòng)摩擦因數(shù)都小于tan。，可知均滿足

mgsin3>jumgcos0

當(dāng)A、B相對(duì)靜止沿斜面下滑時(shí)，有

mgsin0—^mgcos0=ma

分析物塊B,可得

mBgsin6一耳=mBa

又

m

Ff<〃2Bgcos?

解得

Al

同理，可得

Al>〃2

時(shí)，二者相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

13.(1)；〃g；(2)3〃mg；(3)

(1)B所受合力的最大

L?31

Fm=2〃根g--jumg=-jumg

則B的最大加速度

F1

a=—=-^g

BmaxmB2

(2)設(shè)當(dāng)A、B恰好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的拉力為廣，A加速度為"，當(dāng)a'=OBmax時(shí)A、B發(fā)生相對(duì)滑

動(dòng)。對(duì)A,由牛頓第二定律有

,

F-2//mg=2maBniax

解得

F'=34mg

(3)當(dāng)

3jumg>F=eRing>—]Limg

A、B以共同的加速度開始運(yùn)動(dòng)，將A、B看作整體，由牛頓第二定律有

「3。

r--jumg=3ma

解得

1

a=yg

2

14.(l)tzA=2m/s,方向向左

(2)F>2N

(3)F<6N

(1)對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律得

1g=m1aA

解得

2

aK=2m/s

方向向左。

(2)B做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有

F+jum{g=m2aB

A不滑落的臨界條件是：A到達(dá)B的右端時(shí)，A、B具有共同的速度叼，則

vl=aBt=%—

又因?yàn)?/p>

聯(lián)立解得

2

aB=2m/s

F=2N

若/<2N,則A滑到B的右端時(shí)，A的速度仍大于B的速度，于是將從B上滑落，所以廠必須滿足

F>2N

(3)當(dāng)尸較大時(shí)，在A到達(dá)B的右端之前，就與B具有相同的速度，之后，A必須相對(duì)B靜止，

才不會(huì)從B的左端滑落，即有

產(chǎn)=(仍+m1)a

〃叫g(shù)=mxa

解得

F=6N

若方>6N,A就會(huì)相對(duì)B向左滑動(dòng)。為使A不從B板左側(cè)滑落，拉力/應(yīng)滿足的條件為