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重难09板块模型与传送带模型(重难专练)(全国通用)(教师版)_高考一二三轮复习_物理_2026年-物理高考二轮复习_2026年高考物理重难点讲义专练(新高考通用)-G102(1)_2026版

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文档文本内容

 重难09  板块模型和传送带模型重难专项突破
高考指导方向标
近三年考查趋势分析
近三年高考中,本专题常以计算题形式出现,分值约10-16 分。命题注
重结合实际情境(如货物传输),考查模型建构与多过程分析能力。
命题特点:侧重分析多阶段、含摩擦的复杂运动;常结合v-t、a-t 图
像;综合考查牛顿定律与功能关系;倾斜传送带中摩擦力的突变与运动
反向是难点。
核心方法聚焦
板块模型:抓住相对运动、共速临界条件,用好位移关系式。
传送带模型:分析相对趋势与加速度变化,注意倾斜时重力与摩擦力的
关系。
功能关系:掌握划痕、产热、传送带做功(W=fx 传,Q=fx 相对)的计
算。
备考指导建议
熟练受力与运动分析;强化图像解读与临界状态识别;加强综合大题训
练,提升从实际问题中提炼模型的能力。
内容导航 
速度提升  
技巧掌握  
手感养成
 重难考向聚焦
锁定目标 精准打击:快速指明将要攻克的核心靶点,明确主攻方向
 重难技巧突破
授予利器 瓦解难点:总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧
 重难保分练
稳扎稳打 必拿分数:聚焦可稳拿分数题目,确保重难点基础分值
 重难抢分练
突破瓶颈 争夺高分: 聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
 重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
1. 板块模型
(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,设板长为L,滑块(可视为质点)
位移大小为x 块,滑板位移大小为x 板。
同向运动时:L=x 块-x 板.
反向运动时:L=x 块+x 板.
(3)判断滑块和模板运动状态的技巧:
“滑块—木板”模型问题中,靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值:am=.假设两物体同时由静
止开始运动,若整体加速度小于该值,则二者相对静止,二者间是静摩擦力;若整体加速度大于该值,则
二者相对滑动,二者间为滑动摩擦力。
(4)技巧突破点
(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).
(5)分析板块模型的思路
2. 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
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 返回到左端时速度为v0,若v0>v 返回到左
端时速度为v.
(2)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gsin 
θ<μgcos θ)
先加速后匀速
一直加速(加速度为gsin θ+
μgcos θ)
若μ≥tan θ,先加速后匀速
若μ<tan θ,先以a1加速,后以a2加速
v0<v 时,一直加速(加速度为
gsin θ+μgcos θ)
若μ≥tan θ,先加速后匀速;若μ<tan θ,先
以a1加速,后以a2加速
v0>v 时,若μ<tan θ 一直加
速(加速度为gsin θ-μgcos 
θ),若μ≥tan θ,一直减
速加速度为μgcos θ-gsin 
θ
若μ≥tan θ,先减速后匀速;若μ<tan θ,先
以a1减速,后以a2加速
(摩擦力方向一定沿
斜面向上)
gsin θ>μgcos θ,一直加速;
gsin θ=μgcos θ,一直匀速
gsin θ<μgcos θ,一直减
速
先减速到速度为0 后反向加速到原位置时速度大小
为v0
(3)划痕问题:滑块与传送带的划痕长度Δx 等于滑块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,Δx=Δx1+Δx2(图甲);若两次相对运动方向相反,Δx 等于较长的相对位移大
小.(图乙)
(4)功能关系分析:
(1)功能关系分析:W=ΔEk+ΔEp+Q。
(2)对W 和Q 的理解
传送带克服摩擦力做的功:W=fx 传;
产生的内能:Q=fx 相对。
(建议用时:20 分钟)
1.(2025·辽宁·模拟预测)如图所示,足够长的木板Q 静置在水平地面上,滑块P 以水平速度
从左端滑上Q。已知P、Q 的质量分别为
,
,P、Q 之间的动摩擦因数
,Q 与地面
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g 取
。
、
分别表示
P、Q 的速度,
、
分别表示P、Q 的动能,
、
分别表示P、Q 的位移,下列图像正确的是
(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】AC.P、Q 之间的最大静摩擦为
Q 与地面之间的最大静摩擦为
由于
,可知木板Q 一直处于静止状态;故AC 错误;
BD.滑块P 做减速运动的加速度大小为
滑块P 速度减为0 所用时间为
滑块P 做减速运动到速度减为0 通过的位移大小为
根据动能定理可得
可得
,故B 错误,D 正确。
故选D。
2.(2024·四川遂宁·三模)如图所示,一质量为M、长为l 的木板静止在光滑水平桌面上,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滑动摩擦力大小为f,
物块从木板右端离开,则(  )
A.此过程滑块与木板间摩擦产生的内能为
B.此过程物块动能减少了
C.物块离开时的动能一定大于
D.物块离开时的动能一定小于
【答案】AD
【详解】A.由题知,水平桌面光滑,小物块运动过程中,因摩擦产生的摩擦热为
A 正确;
B.设物块离开木板时的速度为
,此时木板的速度为
,由题分析,根据能量守恒定律可得
此过程物块动能减少了
B 错误;
CD.根据能量守恒定律可得
整理可得
C 错误,D 正确;
故选AD。
3.(2025·辽宁鞍山·一模)如图1 所示,一质量为M 的足够长木板静止在地面上,其左端放置一个质量为
m 的小物块,
时刻起在物块上加一个水平向右的力F,大小与时间满足关系
,其中
,
从此时起,木板和物块的加速度大小随时间变化的关系如图2 所示,重力加速度g 取
。根据题干及
图2 中所给出的数据可知(  )
    
A.长木板的质量为
B.
时小物块的速度大小为
C.物块和长木板之间的动摩擦因数为0.5
D.物块和长木板之间的动摩擦因数为0.4
【答案】BC
【详解】ACD.由图2 可知,当
时,物块和长木板开始运动,所以地面与长木板间没有摩擦力。当
时
,
设长木板的质量为
,根据牛顿第二定律
当
时,物块和长木板发生相对滑动,对物块根据牛顿第二定律
又
整理可得
联立,解得
,
,
,故AD 错误,C 正确;
B.
过程中,物块和长木板一直处于相对静止,对整体,根据动量定理
解得
,故B 正确。
故选BC。
4.(2025·贵州·三模)如图所示,倾斜传送带与水平面夹角为
,以
的速度逆时针转动。某一时刻,一
质量为m 的小滑块从传送带顶端以初速度
滑上传送带,初速度方向沿传送带向下,经时间t 运动到传送
带底端。已知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为
,且
,重力加速度为g,不计空气阻力。小
滑块从传送带顶端到底端的过程中,下列说法正确的是(  )
A.支持力的冲量为零
B.重力的冲量大小为
C.重力的功率为
D.摩擦力对小滑块做的功为
【答案】D
【详解】A.支持力的冲量为
可知支持力的冲量不为零,故A 错误;
B.重力的冲量大小为
故B 错误。
C.重力的功率为
故C 错误。
D.由于
,可得
可知小滑块与传送带保持相对静止匀速下滑,运动的距离为
小滑块受到的摩擦力大小为
摩擦力对小滑块做的功为
故D 正确。
故选D。
5.(2025·浙江金华·一模)倾角为37°足够长斜面静止放在粗糙水平面上,有一长木板
恰好能在斜面处
于静止。现有物块
以
的速度从
的顶端开始沿木板
下滑,
、
间动摩擦因数为
。
已知
、
的质量分别为
,
,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是
(  )
A.物块
下滑过程中,地面对斜面的摩擦力向左
B.物块
下滑过程中,
板仍与斜面保持静止
C.要使
不脱离
,
板长度至少为0.5m
D.若
不从
板上滑落,则
最终与斜面保持相对静止
【答案】C
【详解】A.由木板A 恰好能处于静止可得,A 与斜面间动摩擦因数
A 与斜面之间的弹力及摩擦力的合力方向始终竖直向下,地面对斜面没有摩擦力,A 错误;
B.B 下滑时,对A 分析
解得
,A 将沿斜面向下滑动,B 错误;
C.在斜面上滑动时,系统动量守恒。速度相等时满足
可得
对B 物体,根据牛顿第二定律
解得
共速时间
该过程中,物块B 的位移
木板A 的位移为
所以A 板长度至少为
,C 正确;
D.根据
,A、B 相对静止后沿斜面做匀速直线运动,D 错误。
故选C。
6.(2025·广东肇庆·一模)如图所示,某滑雪场的传送带与水平面的夹角为θ,游客利用传送带运送器械。
已知器械质量为m,与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.在器械随传送带匀速上行的过程中,
下列说法正确的是(  )
A.器械所受摩擦力的大小为
B.器械受到的摩擦力方向沿传送带向下
C.摩擦力对器械做负功
D.器械所受支持力的冲量为0
【答案】A
【详解】A.器械匀速运动,受到的摩擦力大小等于重力沿斜面的分力大小,所以摩擦力为f=
,故
A 正确;
B.器械匀速上行,相对传送带有下滑趋势,所以器械受到的摩擦力方向沿传送带向上,故B 错误;
C.器械受到的摩擦力方向与运动方向相同,因此摩擦力对器械做正功,故C 错误;
D.器械上行过程中所受支持力一直垂直于传送带,根据
可知器械所受支持力的冲量不可能为0,故D 错误。
故选A。
7.(2025·安徽池州·二模)如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率
沿顺时针方向转动,传送带的倾角
为37°。一物块以初速度
从传送带的底端冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的
图像如图乙所
示,物块到传送带顶端时速度恰好为零,
,取
,则(  )
A.1~3s 时间内物块所受摩擦力做正功
B.0~3s 时间内物块平均速度大小为8m/s
C.物块由顶端返回到底端的过程中所需时间大于3s
D.0~1s 与1~3s 两段时间内物块与传送带间因摩擦产生的热量之比为3:2
【答案】AC
【详解】A.由题图乙可知,在
内物块的速度大于传送带的速度,物块所受摩擦力的方向沿传送带向
下,与物块运动的方向相反,所以0~1s 时间内物块所受摩擦力做负功;
末至物块到达传送带顶端,物块
的速度小于传送带的速度,物块所受摩擦力的方向沿传送带向上,与物块运动的方向相同,所以1~3s 时间
内物块所受摩擦力做正功,故A 正确;
B.物块运动的位移大小等于
图线与坐标轴所围图形的面积大小,为
物块平均速度大小为
故B 错误;
C.物块下滑加速度与1~3s 时间内物块加速度相同
根据
解得
故C 正确;
D.产热等于阻力乘以相对位移,所以0~1s 与1~3s 两段时间内物块与传送带间因摩擦产生的热量之比等于
相对位移之比,根据图像可知
故D 错误。
故选AC。
(建议用时:30 分钟)
8.(2025·四川绵阳·一模)如图所示是分拣包裹常用的水平传送带,能以不同大小的速度沿顺时针方向匀
速转动。若用该传送带先后以不同的速度运送同一个包裹,将该包裹无初速度轻放在传送带
端,运动到
端时都已相对传送带静止。则传送带的速度越大,包裹从
运动到
的过程中(  )
A.相对传送带滑动的距离越短
B.相对传送带滑动的距离越长
C.运动时间越短
D.运动时间越长
【答案】BC
【详解】AB.设包裹质量为m,包裹与传送带间的动摩擦因数为
,传送带长度为L,传送带速度为v,
共速前,包裹加速度
则其与传送带共速用时
则二者相对位移
可知传送带的速度越大,相对传送带滑动的距离越长,故A 错误,B 正确;
CD.分析可知包裹先加速后匀速,则匀速运动时间
则包裹从
运动到
的过程中运动时间
由均值不等式可知当
时间有最小值,此时
题意可知包裹未达到B 端已经与传送带共速(即包裹位移小于L),可知不满足最小值条件,因此传送带
的速度越大,运动时间越短,故C 正确,D 错误。
故选BC。
9.(2025·广东广州·模拟预测)如图所示,传送带倾斜放置,与水平面的夹角保持不变,传送带可向下匀
速运动,也可向下加速运动;货箱M 与传送带间保持相对静止,设受传送带的摩擦力为
。则(  )
A.相同的货箱,传送带匀速运动的速度越大,
越大
B.相同的货箱,传送带加速运动的加速度越大,
越大
C.传送带加速运动时,
的方向可能平行传送带向下
D.传送带加速运动时,不同质量的货箱,
一定不相等
【答案】C
【详解】A.货箱M 与传送带间保持相对静止,传送带匀速运动时, M 受力平衡,有
,相同
的货箱
相同,与速度无关,故A 错误;
BCD.传送带加速运动时,设其加速度为
,根据牛顿第二定律方程
当
时,
当
时,
的方向向下,
越大,
越大
当
时,
的方向向上,
越大,
越小,故C 正确,BD 错误。 
故选C。
10.(2025·安徽·模拟预测)如图所示,若传送带以速度
顺时针转动,将小木箱无初速度放在传送带底
端
点,经时间到达顶端A 点,因摩擦产生的热量为
;若传送带以速度
逆时针转动,将此小木箱无
初速度放在A 点,经时间也刚好到达底端
点,因摩擦产生的热量为
。设最大静摩擦力等于滑动摩擦
力,小木箱可视为质点,下列说法正确的是(  )
A.两次传送带的速度大小
B.两次传送带的速度大小
C.两次因摩擦产生的热量
D.两次因摩擦产生的热量
【答案】BC
【详解】AB.设传送带的倾角为
,木箱的质量为
,木箱与传送带之间的动摩擦因数为
。传送带顺时
针转动时,对木箱根据牛顿第二定律有
若能达到
,随后做匀速运动;当传送带逆时针转动时,对木箱根据牛顿第二定律有
达到
后做匀速运动。因此木箱向上运动和向下运动的时间相同,位移大小也相同,且
画出符合题意的一种情况的
图像,如图所示
由图像可得
故A 错误,B 正确;
CD.根据图像可知,木箱向上运动过程相对位移较大,根据
可知
故C 正确,D 错误。
故选BC。
11.(2025·安徽·三模)轮船运输过程中常用传送带将船舱里的货物输送到码头,工作人员将货物轻放在
传送带的底端,由传送带传送到顶端,随后由其它工作人员完成装车任务。可以简化为如图所示模型,图
甲为倾角37°的传送带,在电动机的带动下以一定的速度稳定运行,电动机的内阻不计。货物质量
M=50kg,从轻放在传送带底端A 处开始计时,10s 时到达顶端B,其运动过程的v-t 图像如图乙,g 取
10m/s²,sin37°=0.6,则货物从A 运动到B 的过程中,下列说法正确的是(  )
A.货物与传送带之间的摩擦力大小始终不变
B.货物机械能的增加量为4500J
C.货物与传送带之间因摩擦产生的热量为1600J
D.传送货物过程中电动机多消耗的电能为6400J
【答案】C
【详解】A.由图乙可知货物在传送带上先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动。在匀加速阶段,摩擦
力沿传送带向上,根据牛顿第二定律有
根据
图像可得加速度
解得
匀速阶段,摩擦力
所以摩擦力大小发生了变化,故A 错误;
B.货物机械能的增加量等于动能增加量与重力势能增加量之和,其动能增加量为
重力势能增加量为
其中
为传送带长度,根据图乙可知货物前
匀加速运动的位移为
后
匀速运动的位移为
则货物总位移即传送带长度为
解得货物重力势能增加量为
其机械能增加量为
故B 错误;
C.货物与传送带因摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移,匀加速阶段传送带的位移为
货物位移
相对位移为
则摩擦产生的热量
故C 正确;
D.电动机多消耗的电能等于货物机械能增加量与摩擦产生的热量之和,即
故D 错误。
故选C。
12.(2025·江西鹰潭·一模)某同学设计了如图甲所示装置:一质量为0.5kg 的长木板A 置于水平桌面上,
质量为1kg 的滑块B(可视为质点)置于木板A 上右侧,轻绳一端跨过定滑轮与滑块B 连接,另一端悬挂
一重物C,定滑轮和滑块B 间轻绳水平,重物落地后立即与轻绳脱离连接。t=0 时刻,所有物体均静止。
该同学在某次操作中,记录下滑块B 和木板A 运动的部分v-t 图像如图乙所示,整个运动过程中,滑块B
始终不脱离木板A,木板A 距定滑轮足够远,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略空气阻力,重力加速度
g 取10m/s2。则(  )
A.本次操作中,所挂重物C 的质量为8kg
B.木板A 与滑块B 间动摩擦因数为µ1=0.4
C.木板A 与桌面间的动摩擦因数为µ2=0.2
D.为使滑块B 始终不脱离木板A,A 至少长1.5m
【答案】BCD
【详解】ABC.由图可知
,
,
根据牛顿第二定律可得
,
,
代入数据解得
,
,
故A 错误,BC 正确;
D.为使滑块B 始终不脱离木板A,则二者共速时,B 滑到A 的最左端,由图可知A 至少长为
故D 正确。
故选BCD。
13.(24-25 高三上·湖南长沙·阶段练习)如图所示,在光滑的水平面上,质量为
、长为
的木板右端
紧靠竖直墙壁,与墙壁不粘连。质量为
的滑块(可视为质点)以水平向右的速度滑上木板左端,滑到
木板右端时速度恰好为零。现滑块以水平速度
(
未知)滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发
生弹性碰撞,滑块以原速率弹回,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,重力加速度大小为
。下列
说法正确的是(  )
A.滑块向右运动的过程中,加速度大小为
B.滑块与木板间的动摩擦因数为
C.k=1.5
D.滑块弹回瞬间的速度大小为
【答案】CD
【详解】A.滑块(可视为质点)以水平向右的速度滑上木板左端,滑到木板右端时速度恰好为零,根
据匀变速直线运动规律可知
解得
故A 错误;
B.根据牛顿第二定律有
解得
故B 错误;
CD.小滑块以水平速度右滑时,由动能定理有
小滑块以速度
滑上木板到运动至碰墙时速度为
,由动能定理有
滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,此时滑块、木板的共同速度为
,由动量守恒有
由能量守恒定律可得
解得
,
故CD 正确。
故选CD。
14.(23-24 高二下·安徽合肥·期末)如图甲所示,粗糙水平地面上有一块长木板P,小滑块Q 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。滑块和长木板在
内的速度—时间图像如图乙所示,已知小滑块与长木板的质量均为
m=1kg,重力加速度
,则下列说法正确的是(  )
A.力F 的大小为6N
B.小滑块Q 与长木板P 之间的动摩擦因数为0.1
C.长木板P 与地面之间的动摩擦因数为0.3
D.
时长木板P 停止运动
【答案】BD
【详解】ABC.根据题意,由图乙可知,
时撤去力F 的作用,撤去力F 前,木板的加速度为
撤去力F 后,木板的加速度为
小滑块Q 的加速度为
设小滑块Q 与长木板P 之间的动摩擦因数为
,长木板P 与地面之间的动摩擦因数为
,由牛顿第二定
律有
解得
,
,
故AC 错误,B 正确;
D.由图乙可知,
时,小滑块Q 与长木板P 共速,若小滑块Q 与长木板P 保持相对静止,则有
解得
此时小滑块Q 与长木板P 之间的摩擦力为
可知,小滑块Q 与长木板P 不能保持相对静止,则对长木板P 有
解得
则到长木板P 停止运动还需
则长木板P 停止运动的时间为
故D 正确。
故选BD。
15.(24-25 高一上·江苏常州·阶段练习)如图所示,一质量M=2kg、长L=1m 的木板置于在光滑水平地面
上,木板左端静置一个质量m=1kg 的小物块,现给小物块施加一水平向右的拉力F。已知小物块与木板间
动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。
(1)若将木板固定,滑块施加水平力后经过t1=1.0s 滑离木板,求水平拉力F 的大小;
(2)若木板不固定,水平力F 与(1)中相同,求经过多长时间物块滑离木板;
(3)若木板不固定,欲使小物块与木板运动过程中始终保持相对静止,求水平拉力的大小范围。
【答案】(1)4N
(2)
(3)0 < F ≤ 3 N
【详解】(1)若木板固定,对滑块有
解得
根据牛顿第二定律
解得
(2)若木板不固定,滑块仍以
向右加速,木板在物块的摩擦力作用下加速,对木板有
解得
由位移关系
可得
(3)若木板不固定,要使物块与板相对静止,最小拉力为零,若两者恰要相对滑动时拉力最大共同加速,
对木板和物块系统有
对木板,加速度最大为
解得最大拉力为
故水平拉力的范围为
16.(2025·湖南长沙·模拟预测)如图所示,木板AB 质量为M=2kg 静止放在光滑水平面上,木板的右端B
处固定一根轻质弹簧,弹簧的原长为BC 长度,C 点到木板左端A 的距离LAC=1.0m,可视为质点的小滑块
质量为m,静止放置在木板的左端;现对木板施加水平向左的恒力F=24N,0.5s 时撤去恒力F,此时滑块
恰好到达弹簧自由端C 处,此后的运动中始终没有超过弹簧的弹性限度。已知木板C 点右侧部分光滑、C
点左侧部分与滑块间的动摩擦因数为μ=0.2;取g=10m/s2。下列说法正确的是(  )
A.若恒力F=7.5N,则在F 作用时间内木板和滑块会相对静止
B.撤去恒力F 后,木板先做减速后做匀速运动
C.在木板和滑块相对运动的整个过程中,弹簧的最大弹性势能Ep=8.0J
D.在木板和滑块相对运动的整个过程中,系统产生的热量Q=8.0J
【答案】ACD
【详解】A.若在F1作用下木板和滑块恰好发生相对运动,则对滑块有
对木板有
可得F1=8N,若恒力F=7.5N,木板和滑块相对静止一起运动,故A 正确;
BC.F 作用的过程中,对小滑块有
,
可得
,
对木板有
,
,
联立可得
,
此时木板的速度
小滑块的速度
所以弹簧被压缩,小滑块继续做加速运动,木板开始做减速运动,弹簧压缩到最短时,两者共速,此时弹
簧弹性势能最大。
由动量守恒和能量守恒有
,
可得
,
之后弹簧伸长,小滑块继续做加速运动,木板继续做减速运动,弹簧回复原长时,小滑块速度大于木板速
度,小滑块接着向左运动进入粗糙面,开始做减速运动;木板受到向左的摩擦力,开始做加速运动,二者
共速时,开始做匀速运动,故B 错误,C 正确;
D.弹簧回复原长时,根据动量和能量守恒
,
,可知
假设二者在粗糙部分最后共速,则由
,可得
木板的加速度大小
,木板向左运动的位移
小滑块的位移
,则
即小滑块从木板左侧滑出,所以整个运动过程中,系统产生的热量
,故D 正确。
故选ACD。
(建议用时:20 分钟)
17.(2025·黑龙江·模拟预测)如图甲所示,滑块A 放在静止于水平地面上的木板B 右端,已知滑块A 与
木板B 的质量均为
时刻滑块A 以
的初速度向左运动,同时在木板右端加一个水平
向右的外力
,作用
后撤去外力
,前
内滑块和木板的
关系图像如图乙所示。设最大静摩
擦力等于滑动摩擦力,滑块始终没有离开木板,取重力加速度
。则(   )
A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.1
B.木板与地面间的动摩擦因数为0.4
C.木板长度至少
滑块才能不掉
D.整个过程中系统摩擦生热共
【答案】ACD
【详解】A.前1s 内,对滑块A 有
由图中斜率可得
解得滑块和木板间的动摩擦因数
,故A 正确;
B.前
内,对木板B 有
根据图中斜率得
解得木板和地面间的动摩擦因数
,故B 错误;
C.
后撤去外力
,对木板B 有
解得
木板B 以
向右做匀减速运动,速度减为零用时
由于
,故之后木板保持静止,滑块继续向左减速到停;
滑块的位移
木板的总位移
所以木板板长至少为
,故C 正确;
D.系统摩擦生热
,故D 正确。
故选ACD。
18.(2025·陕西西安·模拟预测)如图甲所示,倾角为37°、足够长的传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转
动。一小煤块以初速度v0=12m/s 从传送带的底部冲上传送带,规定沿传送带斜向上为煤块运动的正方向,
该煤块运动的位移x 随时间t 的变化关系如图乙所示。已知图线在前1.0s 内和在1.0s~t0内为两段不同的二
次函数,t0时刻图线所对应的切线正好水平,重力加速度g 取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法
正确的是(  )
A.传送带转动速率v1=8m/s
B.图乙中t0的数值为1.5
C.0~t0内煤块在传送带上的划痕长度为6m
D.煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.25
【答案】D
【详解】A.煤块冲上传送带,开始时受到摩擦力沿传送带向下,根据牛顿第二定律则有
解得加速度大小为
当煤块速度减到与传送带速度相同后,煤块相对于传送带向下运动,受到的摩擦力方向沿传送带向上,同
理可得加速度大小为
煤块一直减速到零,接着反向沿传送带向下加速,加速度大小为
,由于
则煤块一直加速到离开传送带,与题意及图乙相符,所以可知
时煤块的速度大小等于传送带的转动
速率,由图乙可得
代入数据解得
则传送带的速度大小为
,故A 错误;
BD.根据上述分析可知,图乙中
时刻,煤块向上运动速度减为零,结合
,
解得
则煤块下滑时的加速度大小为
结合乙图可知,
时间内煤块的位移
又因为
代入数据解得
,故B 错误,D 正确;
C.
内煤块相对于传送带向上运动,煤块在传送带上的划痕长度为
内煤块在传送带上的划痕长度为
但由于该过程煤块相对传送带向下运动,所以
内煤块在传送带上的划痕长度为4m,故C 错误。
故选D。
19.(2025·四川遂宁·一模)如图所示,水平传送带以速度v1=2m/s 向右匀速转动。可视为质点的小物体Q
的质量为1kg,P 的质量为2kg,由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0 时刻P 在传送带左端具有向右
的速度v2=4m/s,P 与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物体P 与传送带间的动摩擦因数
μ=0.4,传送带两端距离足够长,绳足够长,g 取10 m/s2。关于小物体P 的描述正确的是(  )
A.小物体P 刚滑上传送带时的加速度大小为7m/s2
B.小物体P 在传送带上向左端滑时的加速度大小为
C.小物体P 离开传送带时的速度大小为
D.物体P 在传送带留下的划痕长度为
【答案】BD
【详解】A.小物体P 刚滑上传送带时,对P 分析可知
对Q 分析
可得小物体P 的加速度大小为
,A 错误;
B.小物体P 在传送带上向左端滑时,对PQ 整体分析可知
即小物体P 的加速度大小为
,B 正确;
C.小物体P 与传送带共速时向右的位移
离开传送带时的速度大小为
,C 错误;
D.从开始滑上传送带到与传送带共速时,时间为
物块的速度大于传送带的速度,则物块向后有划痕,划痕长
从物块的速度小于传送带的速度开始到离开传送带物块向前有划痕,时间为
划痕长
后出现的划痕覆盖前面的划痕,而后出现的划痕长,物体P 在传送带留下的划痕长度为
,D 正
确。
故选BD。
20.(2025·贵州·模拟预测)如图,一倾角为
的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,其左端与长为
、倾角也为
的传送带平滑连接,右端与静止在水平地面上的长木板平滑连接。先将传送带以
的速率顺时针匀速转动,然后将一质量为
的物块(可视为质点)从传送带的顶端由静止
释放,物块经圆弧轨道后冲上木板并恰好不从木板掉落。已知物块与传送带间的动摩擦因数为
,物
块与木板上表面间的动摩擦因数为
,木板下表面与地面间的动摩擦因数为
,木板的质量为
,圆弧轨道的半径为
,
,
,重力加速度大小g 取10
。求:
(1)物块离开传送带时的速度大小
;
(2)物块经过圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小
;
(3)木板的长度L 及木板的运动时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
,
【详解】(1)对物块,从释放至速度达到
的过程,由牛顿第二定律得
该过程所用的时间为
该过程发生的位移大小为
由于
,所以物块将继续加速直至到达传送带下端。对该过程,由牛顿第二定律和匀变速直线运动
的规律有
,
联立以上各式并代入数据解得
(2)物块在圆弧轨道上运动的过程,由动能定理得
在圆弧轨道的最低点,由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得
联立以上各式并代入数据解得
。
(3)物块在木板上开始运动至二者共速的过程,对物块,由牛顿第二定律得
同理,对木板,由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动的规律得
由运动的相对性知,木板的长度为
此后,二者相对静止并一起做匀减速运动直至停止。对整体,由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动的规律得
又
联立以上各式并代入数据解得