2025年高考物理一轮总复习课件 第3章 专题强化4 传送带模型和“滑块-木板”模型

第三章运动和力的关系专题强化四传送带模型和“滑块—木板”模型核心考点·重点突破提能训练练案[17]核心考点·重点突破1传送带模型(能力考点·深度研析)解答传送带问题，应做好两个分析1．传送带模型的受力分析(1)摩擦力方向的判断：同向“以快带慢”、反向“互相阻碍”。(2)共速时摩擦力可能突变：①滑动摩擦力突变为零；②滑动摩擦力突变为静摩擦力；③摩擦力方向突变。2．传送带模型的运动分析(1)参考系的选择：①研究物体的速度、位移、加速度时均以地面为参考系；②研究物体的滑行痕迹等一般以传送带为参考系。(2)判断共速后物体能否与传送带保持相对静止。(3)判断物体在达到共速之前是否滑出传送带。►考向1水平传送带模型[解析]

(1)传送带的速度v＝4.0m/s时，载物箱在传送带上先做匀减速运动，设其加速度大小为a，由牛顿第二定律有μmg＝ma①设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为s1，由运动学公式有因此，载物箱在到达右侧平台前，速度先减小至v，然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1，做匀减速运动所用的时间为t1′，由运动学公式有v＝v0－at1′④(2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时，到达右侧平台时的速度最小，设为v1；当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时，到达右侧平台时的速度最大，设为v2。由动能定理有要注意三个状态的分析——初态、共速和末态►考向2倾斜传送带模型

如图所示，为一传送货物的传送带abc，传送带的ab部分与水平面夹角α＝37°，bc部分与水平面夹角β＝53°，ab部分长为4.7m，bc部分长为7.5m。一个质量m＝1kg的物体A(可视为质点)与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8。传送带沿顺时针方向以速率v＝1m/s匀速转动。若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c处，此过程中物体A不会脱离传送带。求物体A从a处被传送到c处所用的时间。(sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，g取10m/s2)[解析]

物体A在传送带ab上相对滑动时，由牛顿第二定律得μmgcosα－mgsinα＝ma1，解得a1＝0.4m/s2，由于mgsinβ>μmgcosβ，所以物体沿传送带bc部分匀加速运动到c点，物体A在传送带bc部分匀加速下滑，由牛顿第二定律得ma2＝mgsinβ－μmgcosβ解得加速度a2＝gsinβ－μgcosβ＝3.2m/s2，设在bc部分运动的时间为t3，由匀变速运动位移公式代入数据解得t3＝1.875s。物体A从a处被传送到c处所用的时间t＝t1＋t2＋t3＝7.825s。[答案]

7.825s►考向3传送带模型中的图像问题

(多选)(2024·海南联考)国家粮食储备仓库工人利用传送带从车上卸粮食。如图1所示，以某一恒定速率v0运行的传送带与水平面的夹角θ＝37°，转轴间距L＝3.5m。工人沿传送方向以速度v1＝1.5m/s从传送带顶端推下粮袋(视为质点)，4.5s时粮袋运动到传送带底端，粮袋在传送带上运动的v－t图像如图2所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2，则(

)BCA．在t＝2.5s时刻，粮袋所受摩擦力方向改变B．粮袋与传送带间的动摩擦因数为0.8C．传送带运行的速度大小为0.5m/sD．在0～2.5s内粮袋处于失重状态2“滑块—木板”模型(能力考点·深度研析)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．板块模型的两种类型3.分析板块模型的关键点►考向1水平面上的板块问题

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＝0.2，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？最终速度v′＝vm＋amt′＝v－a′t′解得共同速度v′＝2.8m/s。(4)在t′内，小物块和长木板的相对位移解得Δx2＝0.2m最终小物块离长木板右端x＝Δx1＋Δx2＝0.7m。[答案]

(1)3m/s2

(2)0.5m

(3)2.8m/s

(4)0.7m解决板块模型问题的思维模板►考向2倾斜面的板块模型

(2024·四川资阳月考)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cosθ＝1，sinθ＝0.1，g＝10m/s2。求：(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；(2)制动坡床的长度。[解析]

(1)设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数μ＝0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则f＋mgsinθ＝ma1①f＝μmgcosθ②联立①②并代入数据得a1＝5m/s2③a1的方向沿制动坡床向下。(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；(2)制动坡床的长度。[解析]

(1)设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数μ＝0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则f＋mgsinθ＝ma1①f＝μmgcosθ②联立①②并