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热点 03 板块、斜面、传送带模型
1.命题情境源自生产生活中的与力的作用下沿直线运动相关的情境,对生活生产中力和直线有关
的问题平衡问题,要能从情境中抽象出物理模型,正确画受力分析图,运动过程示意图,正确利
用牛顿第二定律、运动学公式、动能定理、动量定理、动量守恒定律等解决问题。
2.命题中既有单个物体多过程问题又有多个物体多过程问题,考查重点在受力分析和运动过程分
析,能选择合适的物理规律解决实际问题。
3.命题较高的考查了运算能力和综合分析问题的能力。
一、 板块模型
板块模型可以大体分为“有初速度”和“有外力”两大类。有初速度可以是物块有初速度,也可以是
木板有初速度;有外力可以是物块有外力,也可以是木板有外力。第一大类:有速度、 第二大类:有
外力。解题思路
① 根据相对运动,确定摩擦力②基于受力分析,列出牛顿第二定律 ③画出v -t图像,列运动学公式④
运用整体法和隔离法找外力 F的临界值。
二、 斜面模型
正确对物体受力分析,平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立平面直角坐标系,对物体进行受力分析
和运动过程分析,利用牛顿第二定律、运动学公式、动能定理等解决问题。
三、 传送带模型
Ⅰ、受力分析
(1)“带动法”判断摩擦力方向:同向快带慢、反向互相阻;
(2)共速要突变的三种可能性:①滑动摩擦力突变为零;②滑动摩擦力突变为静摩擦力;③方向突变。
Ⅱ、运动分析
(1)参考系的选择:物体的速度、位移、加速度均以地面为参考系;痕迹指的是物体相对传送带的位移。
(2)判断共速以后一定与传送带保持相对静止作匀速运动吗?
(3)判断传送带长度——临界之前是否滑出?
Ⅲ、画图
画出受力分析图和运动情景图,特别是画好v-t图像辅助解题,注意摩擦力突变对物体运动的影响,注意
参考系的选择。
(建议用时:30分钟)一、单选题
1.(2023·黑龙江·校联考一模)如图甲所示,粗糙的水平地面上有长木板P,小滑块Q(可看做质点)放
置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动,一段
时间后撤去力F的作用。滑块、长木板的速度图像如图乙所示,已知小滑块Q与长木板P的质量相等,小
滑块Q始终没有从长木板P上滑下。重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A.滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数是0.5 B.长木板P与地面之间的动摩擦因数是0.75
C.t=9s时长木板P停下来 D.长木板P的长度至少是16.5m
2.(2023·河南新乡·统考一模)如图所示,足够长、上表面光滑的斜面体静止在水平面上,一薄木板 和
物块 沿着斜面相对静止一起上滑,滑到最高点后一起沿着斜面下滑,薄木板和物块始终相对静止,斜面
体始终静止在水平面上,在薄木板和物块向上滑动和向下滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.向上滑动过程中,薄木板对物块的摩擦力沿斜面向上
B.向下滑动过程中,薄木板对物块的摩擦力沿斜面向上
C.薄木板与物块之间始终没有摩擦力
D.斜面体与水平面之间没有摩擦力
3.(2023·重庆梁平·统考一模)如图所示,长度L=4m的传送带与水平方向的夹角θ=37°,以v=5m/s的速
率顺时针方向匀速转动,在传送带的上端轻轻放一个质量为m=1kg的小物体,若已知物体与传送带间的动
摩擦因数μ=0.5,则下列有关说法不正确的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)( )
A.小物体运动0.5s后加速度大小为2m/s2
B.小物体所受摩擦力大小保持不变
C.小物体相对传送带的位移为1m
D.小物体在传送带上的划痕为1.5m
4.(2023·辽宁鞍山·鞍山一中校考二模)如图甲所示,质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带,其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的0~3s段为抛物线,3~4.5s段为直线,
(t=3s时x=3m)(t=4.5s时x=0)下列说法正确的是 ( )
1 1 2 2
A.传送带沿逆时针方向转动
B.传送带速度大小为 1m/s
C.物块刚滑上传送带时的速度大小为 2m/s
D.0~4.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J
二、多选题
5.(2023·安徽宿州·统考一模)如图所示,水平传送带以 的恒定速率逆时针运转,它与两侧的水平轨
道分别相切于A、B两点,物块(视为质点)以初速度 从B点滑上传送带,与轨道左端的竖直固定挡板P
碰撞(无机械能损失)返回到B点。已知物块与传送带、轨道间的动摩擦因数均为 ,且 ,
,取 。物块的初速度 可能是( )
A. B. C. D.
6.(2023·贵州·校联考模拟预测)如图,一质量为M、长为1m的木板静止在水平桌面上,另一质量为m
的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度 开始运动。已知物块与木板间的动摩擦因数为
,木板与桌面间的动摩擦因数为 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取 。则
( )
A.当 时,小物块滑出长木板的时间为
B.当 时,小物块滑出长木板的时间为C.当 时,小物块滑出长木板的时间为
D.当 时,小物块滑出长木板的时间为
三、解答题
7.(2023上·辽宁·高三校联考阶段练习)如图所示,质量 的薄木板静置于足够大的水平地面上,
其左端有一可视为质点、质量 的物块,现对物块施加一水平向右的恒定拉力 ,木板先在水
平地面上加速,物块离开木板后木板在摩擦力的作用下开始减速,运动的总距离 。已知物块与木
板间的动摩擦因数 ,木板与地面间的动摩擦因数 ,取重力加速度大小 。求:
(1)木板的加速距离d;
(2)木板的长度l。
8.(2024·安徽·校联考模拟预测)如图所示,传送带长为 ,以 的速率顺时针匀速转动,
传送带的倾角为 ,其右上侧有一水平平台MN,木板C与平台MN左侧对齐,物块B距木板C左端
的距离 ,B、C质量 且均静止.一个质量为 的物块A以 的速度滑上
传送带,从传送带飞出后,恰好无碰撞地滑上木板C的上表面,经过一段时间与物块B发生碰撞,碰撞时
间极短,且碰后AB粘在一起且最终未能滑离C。已知A与传送带的动摩擦因数为 ,A、B与C间的
动摩擦因数 ,C与平台间的动摩擦因数 ,空气阻力忽略不计,重力加速度 ,
A、B均可视为质点.求:
(1)物块A滑离传送带时的速度大小;
(2)从物块A滑上传送带到与B发生碰撞所需的时间;
(3)物块A滑上木板C后系统因摩擦而产生的热量。