2021届高考物理二轮复习核心素养微专题1动力学两大模型__“传送带模型”和“板_块”模型课件

1、动力学两大模型动力学两大模型“传送带模型传送带模型” ”和和“ “板板块块” ”模型模型“传送带传送带”模型和模型和“板板块块”模型是近几年高考命题的热点，模型是近几年高考命题的热点，2017年全国卷年全国卷第第25题、题、2019年全国卷年全国卷第第20题都是以题都是以“板板块块”模型为素模型为素材的问题。两类模型常涉及牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、动量、材的问题。两类模型常涉及牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、动量、能量等主干知识，具有条件隐蔽、过程复杂等特点，既能训练学生的科能量等主干知识，具有条件隐蔽、过程复杂等特点，既能训练学生的科学思维，又能联系科学、生产和生活实际，是很好的能

2、力考查类题目的学思维，又能联系科学、生产和生活实际，是很好的能力考查类题目的命题背景。命题背景。模型一：模型一：“传送带传送带”模型模型1模型特征模型特征一个物体以速度一个物体以速度v0(v00)在另一个匀速运动的物体上运动的力学系统可在另一个匀速运动的物体上运动的力学系统可看作看作“传送带传送带”模型，如图模型，如图(a)(b)(c)所示。所示。2解题三部曲解题三部曲(1)把握受力：把握受力：水水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即物体所受摩擦力的情况；倾斜传送带上物体的运动情况取决于所受摩擦物体所受摩擦力的情况；倾斜传送带上物体的

3、运动情况取决于所受摩擦力与重力沿斜面的分力情况。力与重力沿斜面的分力情况。(2)判定思路：判定思路：相相对运动对运动摩擦力方向摩擦力方向加速度方向加速度方向速度变化情况速度变化情况共共速，并且明确摩擦力发生突变的时刻是速，并且明确摩擦力发生突变的时刻是v物物v传传。(3)关注临界：关注临界：传传送带问题还常常涉及到临界问题，即物体与传送带速度送带问题还常常涉及到临界问题，即物体与传送带速度相同，这时会出现摩擦力改变的临界状态，具体如何改变要根据具体情相同，这时会出现摩擦力改变的临界状态，具体如何改变要根据具体情况判断。注意倾斜传送带问题，一定要比较斜面倾角的正切值与动摩擦况判断。注意倾斜传送带

4、问题，一定要比较斜面倾角的正切值与动摩擦因数的大小关系。因数的大小关系。示例示例1某某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，它由工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，它由一个水平传送带一个水平传送带ab和倾斜传送带和倾斜传送带cd组成，水平传送带长度组成，水平传送带长度lab4 m，倾斜传送带长度倾斜传送带长度lcd4.45 m，倾角为，倾角为37，ab和和cd通过一段极短通过一段极短的光滑圆弧板过渡，的光滑圆弧板过渡，ab传送带以传送带以v15 m/s的恒定速率顺时针运转，的恒定速率顺时针运转，cd传送带静止。已知工件与传送带间的动摩擦因数均为传送带静止。已知工件与传送带

5、间的动摩擦因数均为0.5，重力加速，重力加速度度g取取10 m/s2。现将一个工件。现将一个工件(可看作质点可看作质点)无初速度地放在水平传送带无初速度地放在水平传送带最左端最左端a点处，求：点处，求：(1)工件从工件从a点第一次被传送到点第一次被传送到cd传送带沿传送带上升的最大高度和所用传送带沿传送带上升的最大高度和所用的总时间；的总时间；(2)要使工件恰好被传送到要使工件恰好被传送到cd传送带最上端，传送带最上端，cd传送带沿顺时针方向运传送带沿顺时针方向运转的速度转的速度v2的大小的大小(v2v1)。思路探究思路探究(1)工件在水平传送带上运动时受到哪几个力作用？工件在工件在水平传送带

6、上运动时受到哪几个力作用？工件在水平传送带上做什么运动？水平传送带上做什么运动？(2)工件到达工件到达b点的速度是多少？点的速度是多少？(3)工件在倾斜传送带上运动时受到哪几个力作用？工件在倾斜传送带上运动时受到哪几个力作用？(4)工件在倾斜传送带上做什么运动？如何理解第工件在倾斜传送带上做什么运动？如何理解第(2)问中的问中的“恰好恰好”？解析解析(1)工件刚放在传送带工件刚放在传送带ab上时，在摩擦力作用下做匀加速运动，上时，在摩擦力作用下做匀加速运动，设其加速度大小为设其加速度大小为a1，速度增加到，速度增加到v1时所用时间为时所用时间为t1，位移大小为，位移大小为x1，受，受力分析如图

7、甲所示，则力分析如图甲所示，则fn1mgff1fn1ma1(2)cd传送带以速度传送带以速度v2向上传送时，当工件的速度大于向上传送时，当工件的速度大于v2时，滑动摩擦时，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小仍为力沿传送带向下，加速度大小仍为a2；当工件的速度小于；当工件的速度小于v2时，滑动摩时，滑动摩擦力沿传送带向上，受力分析如图丙所示，设其加速度大小为擦力沿传送带向上，受力分析如图丙所示，设其加速度大小为a3，两个，两个过程的位移大小分别为过程的位移大小分别为x3和和x4，由运动学公式和牛顿运动定律可得，由运动学公式和牛顿运动定律可得应用提升练应用提升练1如如图所示，足够长的传送带与水平面

8、夹角为图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度，以速度v0逆时针匀速逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数带间的动摩擦因数tan ，则图中能客观地反映小木块的速度随，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是时间变化关系的是()d 解析：解析：传送带以速度传送带以速度v0逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为质量为m的小木块，小木块相对于传送带向上运动，受到的滑动摩擦力的小木块，小木块相对于传送带向上运动，受到的滑动摩擦力方

9、向沿传送带向下，做加速度为方向沿传送带向下，做加速度为a1的匀加速直线运动，由牛顿第二定律的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得得mgsin mgcos ma1，所以，所以a1gsin gcos 。小木块加速至与。小木块加速至与传送带速度相等时，由于传送带速度相等时，由于tan ，则小木块不会与传送带保持相对静，则小木块不会与传送带保持相对静止而匀速运动，之后小木块继续加速，所受滑动摩擦力变为沿传送带向止而匀速运动，之后小木块继续加速，所受滑动摩擦力变为沿传送带向上，做加速度为上，做加速度为a2的匀加速直线运动，这一阶段由牛顿第二定律得的匀加速直线运动，这一阶段由牛顿第二定律得mgsin mgco

10、s ma2，所以，所以a2gsin gcos 。根据以上分析，有。根据以上分析，有a2a1，所以，本题正确答案为，所以，本题正确答案为d。2近年来，网上购物促使快递行业迅猛发展。如图所示为某快递车间近年来，网上购物促使快递行业迅猛发展。如图所示为某快递车间传送装置的简化示意图，传送带右端与水平面相切，且保持传送装置的简化示意图，传送带右端与水平面相切，且保持v04 m/s的的恒定速率顺时针运行，传送带的长度为恒定速率顺时针运行，传送带的长度为l3 m。现将一质量为。现将一质量为0.4 kg的的包裹包裹a轻放在传送带左端，包裹轻放在传送带左端，包裹a刚离开传输带时恰好与静止的包裹刚离开传输带时恰

11、好与静止的包裹b发发生正碰，碰撞时间极短，碰撞后包裹生正碰，碰撞时间极短，碰撞后包裹a向前滑行了向前滑行了0.1 m静止，包裹静止，包裹b向向前运动了前运动了0.4 m静止。已知包裹静止。已知包裹a与传输带间的动摩擦因数为与传输带间的动摩擦因数为0.4，包裹，包裹a、b与水平面间的动摩擦因数均为与水平面间的动摩擦因数均为0.5，g取取10 m/s2。求：。求：(1)包裹包裹a在传送带上运动的时间；在传送带上运动的时间；(2)包裹包裹b的质量。的质量。包裹包裹a、b相碰前后系统动量守恒：相碰前后系统动量守恒：mav0mavambvb由由式解得式解得mb0.6 kg。答案：答案：(1)1.25 s

12、(2)0.6 kg3如图所示，与水平面夹角为如图所示，与水平面夹角为37的倾斜传送的倾斜传送带以带以v02 m/s的速度沿顺时针方向转动，小物块的速度沿顺时针方向转动，小物块a从从传送带顶端无初速度释放的同时，小物块传送带顶端无初速度释放的同时，小物块b以以v18 m/s的速度从底端滑上传送带。已知小物块的速度从底端滑上传送带。已知小物块a、b质质量均为量均为m1 kg，与传送带间的动摩擦因数均为，与传送带间的动摩擦因数均为0.5，小物块，小物块a、b未未在传送带上发生碰撞，重力加速度在传送带上发生碰撞，重力加速度g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：。求：(1)小

13、物块小物块b向上运动过程中平均速度的大小；向上运动过程中平均速度的大小；(2)传送带的长度传送带的长度l应满足的条件。应满足的条件。代入解得代入解得l012.96 m即传送带的长度即传送带的长度l12.96 m。答案：答案：(1)2.5 m/s(2)l12.96 m模型二：模型二：“板板块块”模型模型1模型特征：模型特征：涉涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动。及两个物体，并且物体间存在相对滑动。2解题三部曲解题三部曲(1)审题建模：审题建模：求求解解时应先仔细审题，弄清楚题目的含义、分析清楚每一时应先仔细审题，弄清楚题目的含义、分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况。个物体的受力情况、运动情

14、况。(2)求加速度：求加速度：准准确求出各物体在各运动过程的加速度确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连注意两过程的连接处加速度可能突变接处加速度可能突变)。(3)做好两分析做好两分析示例示例2如如图，一长木板置于粗糙水平地面上，木板右端放置一小物块。图，一长木板置于粗糙水平地面上，木板右端放置一小物块。从从t0时刻开始，物块与木板一起以共同速度向墙壁运动，当时刻开始，物块与木板一起以共同速度向墙壁运动，当t1 s时，时，木板以速度木板以速度v14 m/s与墙壁碰撞与墙壁碰撞(碰撞时间极短碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反。运动过程中物块第一次减速

15、到速度为零时，恰好从小不变，方向相反。运动过程中物块第一次减速到速度为零时，恰好从木板上掉下。已知木板的质量是物块质量的木板上掉下。已知木板的质量是物块质量的15倍，木板与地面间的动摩倍，木板与地面间的动摩擦因数擦因数10.1，物块与木板间的动摩擦因数，物块与木板间的动摩擦因数20.4，取，取g10 m/s2。求：。求：(1)t0时刻木板的速度大小时刻木板的速度大小v0；(2)木板的长度木板的长度l。思路探究思路探究(1)木板与墙壁碰后，木板立即反向运动，而物块相对木板木板与墙壁碰后，木板立即反向运动，而物块相对木板向左运动过程中受到哪些力的作用？向左运动过程中受到哪些力的作用？(2)题干中题

16、干中“物块第一次减速到速度为零时，恰好从木板上掉下物块第一次减速到速度为零时，恰好从木板上掉下”，说明，说明什么？两者位移满足什么关系？什么？两者位移满足什么关系？解析解析(1)设木板、物块的质量分别为设木板、物块的质量分别为m、m，则，则m15m对木板和物块整体，设它们共同的加速度大小为对木板和物块整体，设它们共同的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律有有1(mm)g(mm)a1物块与木板一起以共同速度匀减速向墙壁运动，则物块与木板一起以共同速度匀减速向墙壁运动，则v1v0a1t1，其中，其中t11 s解得解得v05 m/s。应用提升练应用提升练4(多选多选)(2019高考全

17、国卷高考全国卷)如如图图(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t0时，木板开始受到水平外力时，木板开始受到水平外力f的作用，在的作用，在t4 s时撤去外力。细绳对时撤去外力。细绳对物块的拉力物块的拉力f随时间随时间t变化的关系如图变化的关系如图(b)所示，木板的速度所示，木板的速度v与时间与时间t的关的关系如图系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据

18、可以得出。由题给数据可以得出()a木板的质量为木板的质量为1 kgb2 s4 s内，力内，力f的大小为的大小为0.4 nc02 s内，力内，力f的大小保持不变的大小保持不变d物块与木板之间的动摩擦因数为物块与木板之间的动摩擦因数为0.2设木板质量为设木板质量为m，物块的质量为，物块的质量为m，据牛顿第二定律，对木板，据牛顿第二定律，对木板，2 s4 s内有内有ff摩摩ma14 s以后有以后有f摩摩ma2且知且知f摩摩mg0.2 n解得解得m1 kg，f0.4 n，但由于不知道物块的质量，但由于不知道物块的质量m，故无法求出物，故无法求出物块与木板之间的动摩擦因数，选项块与木板之间的动摩擦因数，

19、选项a、b正确，正确，d错误。错误。02 s内，木板处于静止状态，内，木板处于静止状态，f的大小等于物块与木板之间的静摩擦的大小等于物块与木板之间的静摩擦力，而物块与木板之间的静摩擦力等于力，而物块与木板之间的静摩擦力等于f，则由题图，则由题图(b)知，知，f是均匀增加是均匀增加的，选项的，选项c错误。错误。答案：答案：ab5(2019高考江苏卷高考江苏卷)如如图所示，质量相等的物块图所示，质量相等的物块a和和b叠放在水平地面叠放在水平地面上，左边缘对齐。上，左边缘对齐。a与与b、b与地面间的动摩擦因数均为与地面间的动摩擦因数均为。先敲击。先敲击a，a立即获得水平向右的初速度，在立即获得水平向

20、右的初速度，在b上滑动距离上滑动距离l后停下。接着敲击后停下。接着敲击b，b立即获得水平向右的初速度，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，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，重力加速度为重力加速度为g。求：。求：(1)a被敲击后获得的初速度大小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，在左边缘再次对齐的前、后，b运动加运动加速度的大小速度的大小ab、ab；(3)b被敲击后获得的初速度大小被敲击后获得的初速度大小vb。6如图甲所示，质量为如图甲所示，质量为m的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板