物理学案（新教材鲁科版）第三章运动和力的关系专题强化五传送带模型和“滑块-木板”模型

专题强化五传送带模型和“滑块—木板”模型目标要求1.会对传送带上的物体进行受力分析，能正确解答传送带上物体的动力学问题.2.能正确运用动力学观点处理“滑块—木板模型”．题型一传送带模型1．水平传送带情景滑块的运动情况传送带不足够长(未达到和传送带相对静止)传送带足够长一直加速先加速后匀速v0<v时，一直加速v0<v时，先加速再匀速v0>v时，一直减速v0>v时，先减速再匀速滑块一直减速到右端滑块先减速到速度为0，后被传送带传回左端若v0<v，则返回到左端时速度为v0；若v0>v，则返回到左端时速度为v2.倾斜传送带情景滑块的运动情况传送带不足够长传送带足够长一直加速(一定满足关系gsinθ<μgcosθ)先加速后匀速(一定满足关系gsinθ<μgcosθ)一直加速(加速度为gsinθ＋μgcosθ)若μ≥tanθ，先加速后匀速若μ<tanθ，先以a1加速，后以a2加速v0<v时，一直加速(加速度为gsinθ＋μgcosθ)v0<v时，若μ≥tanθ，先加速后匀速；若μ<tanθ，先以a1加速，后以a2加速v0>v时，若μ<tanθ，一直加速，加速度大小为gsinθ－μgcosθ，若μ≥tanθ，一直减速，加速度大小为μgcosθ－gsinθv0>v时，若μ≥tanθ，先减速后匀速；若μ<tanθ，一直加速(摩擦力方向一定沿斜面向上)gsinθ>μgcosθ，一直加速；gsinθ＝μgcosθ，一直匀速gsinθ<μgcosθ，一直减速gsinθ<μgcosθ，先减速到速度为0后反向加速，若v0≤v，加速到原位置时速度大小为v0；若v0>v，运动到原位置时速度大小为v考向1动力学中水平传送带问题例1(多选)应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型．传送带始终保持v＝m/s的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝，A、B间的距离为2m，g取10m/s2.旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在A处，则下列说法正确的是()A．开始时行李的加速度大小为2m/s2B．行李经过2s到达B处C．行李到达B处时速度大小为m/sD．行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为m听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向2动力学中的倾斜传送带问题例2(2021·辽宁卷·13)机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李．如图所示，以恒定速率v1＝m/s运行的传送带与水平面间的夹角α＝37°，转轴间距L＝m．工作人员沿传送方向以速度v2＝m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)．小包裹与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8.取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8.求：(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；(2)小包裹通过传送带所需的时间t.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向3传送带中的动力学图像例3(2023·福建省长汀县第一中学月考)如图所示，倾角为θ的足够长传送带沿顺时针方向匀速转动，转动速度大小为v1，一个物块从传送带底端以初速度大小v2(v2>v1)上滑，同时物块受到平行于传送带向上的恒力F作用，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝tanθ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块运动的v－t图像不可能是()听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________例4(多选)(2023·广东省华南师大附中检测)如图甲所示，一足够长的、倾角为37°的传送带以恒定速率稳定运行，一质量m＝1kg、底部有墨粉的小物体从传送带中间某位置平行滑上传送带，取物体沿传送带向上运动方向为正方向，则物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，若取g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8.则下列说法正确的有()A．0～8s内物体的位移大小为14mB．物体与传送带间的动摩擦因数为C．0～4s内物体上升的高度为4mD．0～8s内物体在传送带上留下的墨迹长度为18m听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________1．临界状态：当v物＝v带时，摩擦力发生突变，物体的加速度发生突变．2．物体与传送带的划痕长度Δs等于物体与传送带的相对位移的大小，若有两次相对运动且两次相对运动方向相同，则Δs＝Δs1＋Δs2(图甲)；若两次相对运动方向相反，则Δs等于较长的相对位移大小(图乙)．题型二“滑块—木板”模型1．模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动．2．位移关系：如图所示，滑块由木板一端运动到另一端的过程中，滑块和木板同向运动时，位移之差Δs＝s1－s2＝L(板长)；滑块和木板反向运动时，位移大小之和s2＋s1＝L.3．解题关键点(1)由滑块与木板的相对运动来判断“板块”间的摩擦力方向．(2)当滑块与木板速度相同时，“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动)．考向1水平面上的板块问题例5如图所示，在光滑的水平面上有一足够长且质量为M＝4kg的长木板，在长木板右端有一质量为m＝1kg的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数为μ＝，长木板与小物块均静止，现用F＝14N的水平恒力向右拉长木板，经时间t＝1s撤去水平恒力F，g取10m/s2，则：(1)在F的作用下，长木板的加速度为多大？(2)刚撤去F时，小物块离长木板右端多远？(3)最终长木板与小物块一起以多大的速度匀速运动？(4)最终小物块离长木板右端多远？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向2斜面上的板块问题例6(多选)滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动，其运动过程可类比为如图所示的模型，倾角为37°的斜坡上有长为1m的滑板，滑板与沙间的动摩擦因数为eq\f(21,40).小孩(可视为质点)坐在滑板上端，与滑板一起由静止开始下滑，小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料，假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为，小孩的质量与滑板的质量相等，斜坡足够长，sin37°＝，cos37°＝，g取10m/s2，则下列判断正确的是()A．小孩在滑板上下滑的加速度大小为2m/s2B．小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为m/s2C．经过1s的时间，小孩离开滑板D．小孩离开滑板时的速度大小为m/s听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向3板块问题中的动力学图像问题例7(2022·福建省莆田第二中学模拟)如图甲所示，在粗糙的水平地面上有一足够长的木板B，木板的最左端有一个小物块A，小物块A受一个外力的作用，两者开始运动．已知物块A和木板B的质量都为1kg，物块A和木板B之间的动摩擦因数μ1＝，B与地面间的动摩擦因数μ2＝，设二者所受最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，物块A运动的v2－x函数关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2.求：(1)物块A在2m前后加速度a1和a2的大小；________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)当外力F为多少时可以使物块A恰好要相对于木板B运动；(3)运动了2m之后，作用于物块A上的外力F的大小．_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________