第04讲 连接体模型、板块模型、传送带模型（原卷版）-2025版高一物理寒假精-品讲义

第04讲连接体模型、板块模型、传送带模型考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升提升专练：真题感知+提升专练，全面突破高考考点聚焦1．连接体问题：2024·北京、2024·宁夏四川2．板块问题：2024·辽宁、2024·新疆河南1．整体法与隔离法解连接体问题1)整体法：把整个系统作为一个研究对象来分析的方法。不必考虑系统的内力的影响，只考虑系统受到的外力，依据牛顿第二定律列方程求解。此方法适用于系统中各部分物体的加速度大小和方向相同的情况。2)隔离法：把系统中的各个部分(或某一部分)隔离，作为一个单独的研究对象来分析的方法。此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力，在分析时应加以注意。然后依据牛顿第二定律列方程求解。2．连接体的运动特点1)轻绳:轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度一般是相等。2)轻弹簧:在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。3．板块模型常见的两种类型1)木板B带动物块A,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板左端时二者速度相等，则位移关系为xB=xA+L(L为木板长度)2)物块A带动木板B,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板右端时二者速度相等，则位移关系为xB+xA=L(L为木板长度)强化点一物块在传送带上运动分析1．水平传送带图示物块可能的运动情况(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(1)v₀>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v₀<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速(1)传送带较短时，物块一直减速达到左端(2)传送带较长时，物块还要被传送带传回右端，若v₀>v,则返回时速度大小为v;若v₀<v,则返回时速度大小为v2．倾斜传送带图示物块可能的运动情况(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a₁加速后以a加速(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能一直匀速(4)可能先以a₁加速后以a₂加速(5)可能一直减速(6)可能先减速后匀速(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速(4)可能一直减速真题感知一、单选题1．（2024·北京·高考真题）如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（

）A． B． C． D．2．（2024·宁夏四川·高考真题）如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到图像。重力加速度大小为g。在下列图像中，可能正确的是（）A． B．C． D．二、多选题3．（2024·辽宁·高考真题）一足够长木板置于水平地面上，二者间的动摩擦因数为μ。时，木板在水平恒力作用下，由静止开始向右运动。某时刻，一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知到的时间内，木板速度v随时间t变化的图像如图所示，其中g为重力加速度大小。时刻，小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是（）A．小物块在时刻滑上木板 B．小物块和木板间动摩擦因数为2μC．小物块与木板的质量比为3︰4 D．之后小物块和木板一起做匀速运动三、解答题4．（2024·新疆河南·高考真题）如图，一长度的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上，薄板的右端与平台的边缘O对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动，当薄板运动的距离时，物块从薄板右端水平飞出；当物块落到地面时，薄板中心恰好运动到O点。已知物块与薄板的质量相等。它们之间的动摩擦因数，重力加速度大小。求（1）物块初速度大小及其在薄板上运动的时间；（2）平台距地面的高度。提升专练一、单选题1．（2024·北京朝阳·模拟预测）质量为、的两个小物块用轻绳连接，绳跨过位于倾角为的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示。第一次，悬空，放在斜面底端，由静止释放后，从斜面底端运动到顶端的时间为。第二次，悬空，放在斜面底端，由静止释放后，从斜面底端运动到顶端的时间为。则与的比值为（）A． B． C． D．2．（2024·江苏镇江·一模）如图所示，质量为5kg的物块A与水平地面的动摩擦因数，质量为3kg的物块B与地面间无摩擦，在水平力F的作用下，A、B一起做加速运动，已知F=26N。则下列说法中正确的是（g取10）（）A．A、B的加速度均为B．A、B的加速度均为C．A对B的作用力为9.75ND．A对B的作用力为6N3．（2024·吉林·一模）如图，在光滑的固定足够长木板上，用轻质弹簧连接的两个物块A、B在水平恒力F作用下以相同加速度向左运动，两物块材料相同且。下列可以使弹簧伸长量不变的是（）A．增大水平拉力FB．在木板上表面垫上粗糙的纸C．将A、B的位置互换D．悬线下增挂一定质量的小钩码4．（2024·吉林长春·一模）木板静置于光滑水平地面上，初始时刻滑块以一定的水平初速度从左端滑上木板，当二者速度恰好相等时，对比初始时刻滑块和木板的位置情况可能是（）A． B．C． D．5．（23-24高三下·海南·期中）如图所示，足够长水平传送带逆时针转动的速度大小为，一小滑块从传送带左端以初速度大小滑上传送带，小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ，小滑块最终又返回到左端。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（

）A．小滑块的加速度向右，大小为μgB．若，小滑块返回到左端的时间为C．若，小滑块返回到左端的时间为D．若，小滑块返回到左端的时间为6．（2024·山东·一模）如图所示，与水平面成θ30°角的传送带正以v=10m/s的速度顺时针运行，A、B两端相距l40m。现每隔1s把质量m1kg的工件(视为质点)轻放在传送带上的A端，当每个工件离开B端时恰好在A端放上一个工件，工件与传送带间的动摩擦因数，g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．传送带上始终有6个工件B．两个工件间的最小距离为2.5mC．工件在传送带上时，先受到沿传送带向上的摩擦力，后不受摩擦力D．满载时与空载时相比，电机对传送带的牵引力增大了30N7．（2025·重庆·模拟预测）如图，MN是一段倾角为的传送带，质量为的小物块，以沿传送带向下的速度从点开始沿传送带运动。物块运动过程的部分图像如图所示，取，则（）A．物块最终从传送带N点离开B．传送带的速度，方向逆时针C．物块相对传送带滑动的距离为D．物块将在时回到原处8．（2024·四川绵阳·模拟预测）机场利用传送带将行李送入飞机货舱。如图所示，传送带与水平面间的夹角，转轴间距。传送带静止，工作人员将一件小包裹（可视为质点）放在传送带的最下端，然后传动带以的加速度匀加速启动，2s后保持匀速，当包裹通过传送带后工作人员发现包裹在传送带上留下一段痕迹。已知小包裹与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度，，。则痕迹的长度为（）A．1．2m B．2.95m C．3.95m D．7m9．（2024·山西·一模）如图所示，物块A通过一根不可伸长且承受张力足够大的轻绳绕过光滑的轻滑轮与物块B连接，A置于物体C上方，B与C的右侧接触。已知C上表面粗糙，右侧光滑，当C竖直向上以加速度匀加速运动时，B恰好相对C不下滑。当C的加速度由逐渐缓慢变大时（）A．A对C的摩擦力保持不变 B．A对C的压力保持不变C．A、B相对C仍保持静止 D．轻绳对B拉力保持不变10．（2025·安徽合肥·模拟预测）如图，四个滑块叠放在倾角为的固定光滑斜面上，其中B和C的质量均为m，A和D的质量均为3m，B和C之间用一平行于斜面的轻绳连接，现对A施加平行于斜面向上的拉力F，使得四个滑块以相同加速度一起沿着斜面向上运动，滑块间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（

）A．拉力F的最大值为B．C对D的摩擦力为时，A对B的摩擦力为C．当拉力F取得最大值时，轻绳上的弹力大小为D．当拉力F取得最大值时，C、D间的摩擦力为11．（2024·河北保定·三模）如图所示，ABC和CDE两个光滑斜面体固定在水平面上，a、b两个小球分别从两个斜面的最高点A和E同时由静止释放，结果两个球同时到达C点，已知斜面体ABC的斜面长为、高为，斜面体CDE斜面长为，高为，不计小球大小，则下列关系正确的是（）A． B．C． D．12．（2024·湖北·模拟预测）竖直墙壁上有A、B、C、D四个点，离墙壁为d的E点有四个光滑的斜面分别连接到A、B、C、D且斜面与水平面的夹角为30°、37°、53°、60°。同时在E点静止释放四个物体，则下列说法正确的是（）A．物体最先到达A B．物体同时到达A、BC．物体同时到达B、C D．物体同时到达C、D13．（2024·浙江·一模）如图，两根相互平行的长直木棍AB和CD，两端固定。一个外径D0=10cm、质量m=20kg的管状铸件恰能从木棍上端匀速滑下，已知两木棍间距d=8cm，与水平面的夹角α=37°，忽略木棍粗细，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（）A．木棍对铸件弹力的合力为80NB．每根木棍与铸件间的摩擦力为60NC．若仅稍增大AB与CD间距离，木棍对铸件弹力的合力增大D．若仅稍减小AB与CD间距离，铸件将沿木棍减速下滑14．（2024·重庆大足·二模）如题图所示，一质量为m的物块在外力作用下能静止在倾角的粗糙斜面上，物块与斜面之间的动摩擦因数为0.5，现在外力大小变成（为重力加速度），方向与斜面底边平行的向左，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）A．物块静止不动，摩擦力的大小为B．摩擦力的大小为方向沿斜面向上C．物块向斜面左下方做匀加速直线运动D．物块向斜面左下方做曲线运动15．（2025·湖南永州·一模）如图所示，A、B滑块质量分别是和，斜面倾角为，斜面体D紧靠地板突出部分，控制使所有物体处于静止状态。现静止释放，当沿斜面体D下滑、B上升时，不计绳子质量及一切摩擦，重力加速度为，地板突出部分对斜面体D的水平压力为（）A． B．C． D．16．（2024·四川泸州·一模）如图1，水平地面上有一长木板，将一小物块放在长木板上，给小物块施加一水平外力F，通过传感器分别测出外力大小F和长木板及小物块的加速度a的数值如图2所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则以下说法正确的是（）A．小物块与长木板间的动摩擦因数B．长木板与地面间的动摩擦因数C．小物块的质量D．长木板的质量17．（2024·安徽·模拟预测）如图所示，质量为的物块A放在一个静止木箱内，A和木箱水平底面之间的动摩擦因数。A的右边被一根轻弹簧水平向右拉着并保持静止，且弹簧的拉力为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。则下列说法正确的是（

）A．当木箱由静止以的加速度水平向左加速瞬间，A所受的摩擦力为B．当木箱由静止以的加速度水平向右加速瞬间，A与木箱发生相对滑动C．当木箱由静止以的加速度竖直向下加速瞬间，A的加速度大小为D．当木箱由静止以的加速度竖直向上加速瞬间，木箱对A的作用力大小为18．（2024·安徽·模拟预测）如图所示，一个质量为的小环套在一根倾角的杆子上，小环通过一根不可伸长的轻质细线悬挂一个质量为的小球，两者一起沿杆运动，稳定后连接小球的细线偏离垂直杆方向的夹角为，且保持不变。下列关于小环与小球运动性质说法正确的是（

）A．沿杆做加速度为的匀加速下滑B．沿杆做加速度为的匀加速下滑C．沿杆做加速度为的匀减速上滑D．沿杆做加速度为的匀减速上滑二、多选题19．（2024·安徽合肥·模拟预测）乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行,重力加速度g）。则（）A．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上B．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下C．小物块受到的支持力大小为D．小物块受到的摩擦力大小为20．（2024·贵州六盘水·模拟预测）如图所示，物块A和木板B叠放后静置于水平桌面上，现用水平向右的恒力拉A物体，则（）A．物块A和木板B一定相对滑动B．物块A和木板B可能保持静止C．物块A和木板B一定一起向右运动D．物块A和木板B可能一起向右运动21．（2024·安徽·一模）如图所示，一长L、质量为M的木板靠在光滑竖直墙面上，木板右下方有一质量为m的小滑块（可视为质点），滑块与木板间的动摩擦因数为μ，滑块与木板间的最大静摩擦力可近似等于滑动摩擦力，现用水平恒力F1向左作用在滑块上，用竖直恒力F2向上拉动滑块，使滑块、木板同时从地面由静止开始向上运动。已知L=1.0m、质量M=0.20kg、m=0.80kg、μ=0.10，现F2与F1同时作用时间t=2s，滑块与木板恰好分离，g=10m/s2，试根据以上信息，判断以下正确的选项是（）A．F1不能小于20NB．F2不能小于20NC．当F1=30N时，F2=19ND．t=2s内，滑块与木板加速度之差一定等于0.5m/s222．（2025·贵州·模拟预测）如图所示，光滑水平面上放置质量且足够长的木板，木板上叠放着质量的物块，系统处于静止状态。已知物块与木板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。现对木板施加水平向右的恒定拉力F，下列说法中正确的有（）A．若拉力逐渐增大，则物块的加速度也一直增大B．当拉力等于15N时，物块与木板刚好发生相对滑动C．当时，物块与木板间的摩擦力大小为8ND．当时，则内物块与木板摩擦产生的热为60J23．（2024·辽宁本溪·一模）如图所示，传送带以10m/s的速度逆时针方向匀速转动，两侧的传送带长都是16m，且与水平方向的夹角均为37°。现有两个滑块A、B（可视为质点）从传送带顶端同时由静止滑下，已知滑块A、B的质量均为1kg，与传送带间的动摩擦因数均为0.5，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（）A．滑块A先做匀加速运动后做匀速运动B．滑块A比B早到达底端2sC．滑块A、B到达传送带底端时的速度大小不相等D．滑块A在传送带上的划痕长度为4m24．（2024·四川成都·三模）如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为θ，以恒定速率顺时针转动，一煤块以初速度从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法不正确的是（）A．倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tanθ=0.75B．煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5C．煤块从最高点下滑到A端所用的时间为2sD．煤块在传送带上留下的痕迹长为25．（2024·广东·模拟预测）如图所示，均可视为质点的小球A、B通过跨过车厢顶部的光滑轻质定滑轮的轻绳连接，小球A用轻绳AC系于车厢侧壁，当小车在水平面上向左做匀加速直线运动时，定滑轮两侧的轻绳恰好垂直，轻绳AC恰好水平。已知A、B两小球的质量分别为0.4kg、0.3kg，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．轻绳AB中的张力大小为5N B．小车的加速度大小为C．轻绳CA中的张力大小为3N D．轻绳对定滑轮的作用力小于7N26．（2024·云南大理·一模）如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，与斜面垂直的挡板P固定在斜面底端，轻弹簧一端固定在挡板上，另一端与物块A连接，质量为m的物块A和质量为的物块B并排放在斜面上，物块A、B不粘连，处于静止状态。现用一沿斜面向上的外力FT拉物块B，使B沿斜面向上做加速度大小为的匀加速直线运动。已知重力加速度大小为g，弹簧的劲度系数为k，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A．无外力作用，A、B处于静止状态时，弹簧的压缩量为B．物块A、B分离前，外力的大小与位移成正比C．物块A、B分离时，弹簧压缩量为D．物块A、B分离时，物块B的速度大小为27．（2025·重庆·模拟预测）如图所示，一轻弹簧放在倾角且足够长的光滑斜面上，下端固定在斜面底端的挡板上，上端与放在斜面上的物块A连接，两质量均为m的小物块A，B叠放在斜面上且保持静止，现用大小为的恒力平行于斜面向上拉物块B。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A．刚施加恒力的瞬间，物块B的加速度大小为B．刚施加恒力的瞬间，物块A给物块B的弹力大小为C．物块B与物块A分离的瞬间，弹簧的弹力大小为D．物块B从开始运动到与物块A分离的过程中，运动的距离为28．（2024·湖南岳阳·一模）如图所示，矩形盒内用两根不可伸长的轻线固定一个质量为的匀质小球，a线与水平方向成37°角，b线水平。两根轻线所能承受的最大拉力都是，已知，，取，则（）A．系统静止时，a线所受的拉力大小12NB．系统静止时，b线所受的拉力大小8NC．当系统沿竖直方向匀加速上升时，为保证轻线不被拉断，加速度最大为5m/s2D．当系统沿水平方向向右匀加速时，为保证轻线不被拉断，加速度最大为10m/s229．（2024·全国·模拟预测）如图，在倾角为的粗糙斜面中点由静止释放物块后，物块以的加速度向下加速运动。重新把物块置于原处，用轻绳将物块和物块B连接，轻绳跨过斜面顶端的定滑轮P，再由静止释放物块，物块的加速度为。物块和物块B的质量相等，重力加速度取，，，则物块与斜面间的动摩擦因数和加速度分别为（）A． B． C． D．30．（2024·陕西西安·模拟预测）如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在质量为M的斜面体顶端，斜面体左侧倾角为37°，右侧倾角为53°。质量分别为m和4m的物体A、B通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳均与斜面平行，A、B恰好都处于静止状态。已知A、B两物体与斜面体间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，。现剪断轻绳，若斜面体始终处于静止状态，下列说法正确的是（）A．B．剪断轻绳后，A、B都能沿斜面加速下滑C．剪断轻绳后，斜面体对地面的压力大于D．剪断轻绳后，地面对斜面体的摩擦力大小为31．（2024·河南·模拟预测）如图所示，轻弹簧竖直立在地面上，物块A放在轻弹簧上，物块B叠放在物块A上，用绕过两定滑轮的轻绳将物块B、C连接，用手托着物块C，使滑轮两边的轻绳刚好沿竖直方向伸直，已知物块A、B、C的质量分别为m、m、2m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，不计空气阻力，弹簧在弹性限度内，开始时物块B到滑轮的距离足够远，快速撤去手，则下列判断正确的是（）A．撤去手的一瞬间，物块C的加速度为0B．撤去手的一瞬间，A对B的作用力大小为C．撤去手后，物块B向上运动过程中加速度先减小后不变D．当物块A、B刚好分离时，物块A上升的高度为三、解答题32．（2025·福建·一模）金秋十月，辛勤劳动的农民将收获的谷粒堆放成圆锥体，在堆放完成后，最上层谷粒恰好处于静止状态，已知谷粒之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，，求：(1)堆放完成时，圆锥体的底角的正切值；(2)堆放过程中，当圆锥体底角大小为时，最上层谷粒的加速度大小。33．（2024·辽宁·三模）如图所示，工人要将货物运送到平台上，由于货物与传送带间的动摩擦因数较小，便用绳子拴住货物平行传送带向上拉动。倾斜传送带与水平面夹角，长度，向上运动的速度，货物质量，与传送带间的动摩擦因数为0.2，货物可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（取，，重力加速度）。（1）货物轻放到传送带的下端，开始阶段工人施加的拉力，求货物经多长时间能达到与传送带共速；（2）货物与传送带共速后，工人至少用多大的拉力可以保持货物相对传送带静止。34．（2024·黑龙江·模拟预测）如图所示，质量为的长木板乙放在光滑的地面上，另一质量为的滑块甲放在长木板的最右端，质量为的滑块丙也放置在木板上。现在甲上施加一斜向左上方与水平方向成、大小为的恒力F，使甲开始在长木板上滑动，已知甲与乙之间、丙与乙之间的动摩擦因数分别为、，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，。求恒力作用时滑块丙的加速度大小。35．（2024·云南大理·模拟预测）如图所示，已知一质量为的滑块放在倾角的固定斜面上，M上再放一滑块m，且，滑块m与滑块M间的动摩擦因数，滑块M与斜面间的动摩擦因数，现给滑块M一平行于斜面向上的恒力F，用时将M和m拉至斜面顶端，斜面长度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)求滑块m所受摩擦力的大小和方向；(2)求拉力F的大小；(3)只给滑块m一个沿斜面向上的恒定拉力（F已撤