(新高考)高考物理一轮复习课件第3章 专题强化6 传送带模型和滑块—木板模型(含解析)

第三章牛顿运动定律专题强化六传送带模型和滑块木板模型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”.【目标要求】课时精练内容索引NEIRONGSUOYIN题型一传送带模型题型二“滑块木板”模型题型一传送带模型011.水平传送带匀速基础回扣项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后_情景2(1)v0v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0v返回时速度为 ，若v0mgcos 37，所以它们不能相对静止.(2)煤块从A到B的时间；答案1.5 s解析煤块刚放上时，受到沿斜面向下的摩擦力，其加速度为a1g(sin cos)10 m/s2，煤块加速运动至与传送带速度相同时需要的时间煤块速度达到v0后，因gcos mgcos，滑块所受合力沿传送带向下，小滑块向下做匀加速运动；12若mgsin mgcos，小滑块沿传送带方向所受合力为零，小滑块匀速下滑；若mgsin a2，假设成立，即滑块会相对于平板向下滑动.34(2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t.34答案1 s解析设滑块滑离时间为t，由运动学公式，解得：t1s.课时精练031.如图1甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37.一物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的vt图象如图乙所示，物块到达传送带顶端时速度恰好为零，sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2，则双基巩固练图图112345678A.传送带的速度为4 m/sB.传送带底端到顶端的距离为14 mC.物块与传送带间的动摩擦因数为D.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反12345678解析如果v0小于v1，则物块向上做减速运动时加速度不变，与题图乙不符，因此物块的初速度v0一定大于v1.结合题图乙可知物块减速运动到与传送带速度相同时，继续向上做减速运动，由此可以判断传送带的速度为4 m/s，选项A正确；12345678在12 s内，摩擦力方向与物块的运动方向相同，选项D错误.01 s内，a1gsin gcos 8 m/s2,12 s内，a2gsin gcos 4 m/s2，123456782.(多选)如图2a，一长木板静止于光滑水平桌面上，t0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图b为物块与木板运动的vt图象，图中t1、v0、v1已知，重力加速度大小为g，由此可求得A.木板的长度B.物块与木板的质量之比C.物块与木板之间的动摩擦因数D.从t0开始到t1时刻，木板获得的动能图图212345678解析根据题意只能求出物块与木板的相对位移，不知道物块最终停在哪里，无法求出木板的长度，故A不能够求解出；根据牛顿第二定律得：mgMa木，mgma物，木板获得的动能Ek木 Mv12，由于不知道长木板的质量M，故D不能够求解出.123456783.如图3所示，质量为M的长木板A在光滑水平面上，以大小为v0的速度向左运动，一质量为m的小木块B(可视为质点)，以大小也为v0的速度水平向右冲上木板左端，B、A间的动摩擦因数为，最后B未滑离A.已知M2m，重力加速度为g.求：图图312345678(1)A、B达到共同速度的时间和共同速度的大小；12345678解析对A、B分别由牛顿第二定律得mgMaA，mgmaB又M2m，规定水平向右为正方向，经时间t两者达到共同速度v，则vv0aBtv0aAt12345678(2)木板A的最短长度L.解析在时间t内：123456784.(多选)如图4甲所示，倾角为的足够长的传送带以恒定的速度v0沿逆时针方向运行.t0时，将质量m1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上端，物体相对地面的vt图象如图乙所示.设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g10 m/s2.则A.传送带的速度v010 m/sB.传送带的倾角30C.物体与传送带之间的动摩擦因数0.5D.02 s内摩擦力对物体做功W24 J能力提升练图图412345678解析由题图乙可知，当物体速度达到v010 m/s时，加速度的大小发生了变化，这是因为此时物体与传送带达到共速，物体受到的滑动摩擦力变向所致，故A正确；01 s内物体的加速度为a110 m/s2,12 s内为a22 m/s2，则有mgsin mgcos ma1，mgsin mgcos ma2，联立解得37，0.5，故B错误，C正确；12345678摩擦力对物体做的功为WW1W2(mgcos)x1(mgcos)x224 J，故D正确.123456785.(多选)(2020山东日照市模拟)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5所示的模型，倾角为37的斜坡上有长为1 m的滑板，滑板与沙间的动摩擦因数为 .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0.5，小孩的质量与滑板的质量相等，斜坡足够长，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2，则图图512345678下列判断正确的是A.小孩在滑板上下滑的加速度大小为2 m/s2B.小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为0.5 m/s2C.经过 s的时间，小孩离开滑板D.小孩离开滑板时的速度大小为 m/s12345678解析对小孩，由牛顿第二定律得，同理对滑板，123456786.(多选)(2019河南天一大联考上学期期末)如图6甲所示，一滑块置于足够长的长木板左端，木板放置在水平地面上.已知滑块和木板的质量均为2 kg，现在滑块上施加一个F0.5t(N)的变力作用，从t0时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.4B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2C.图乙中t224 sD.木板的最大加速度为2 m/s2图图612345678解析由题图乙可知，滑块与木板之间的滑动摩擦力为8 N，由题图乙可知t1时刻木板相对地面开始滑动，此时滑块与木板相对静止，t2时刻，滑块与木板将要发生相对滑动，此时滑块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力Ffm8 N，12345678此时两物体的加速度相等，且木板的加速度达到最大，则对木板：Ffm2mgmam，解得am2 m/s2；对滑块：FFfmmam，解得F12 N，则由 F0.5t(N)可知，t24 s，选项C、D正确.123456787.有一项游戏可简化如下：如图7所示，滑板长L1 m，起点A到终点线B的距离s5 m.开始滑板静止，右端与A平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，对滑块施一水平恒力F使滑板前进.滑板右端到达B处冲线，游戏结束.已知滑块与滑板间动摩擦因数0.5，地面视为光滑，滑块质量m12 kg，滑板质量m21 kg，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)滑板由A滑到B的最短时间；答案1 s图图712345678解析滑板由A滑到B过程中一直加速时，所用时间最短.设滑板加速度为a2，则有Ffm1gm2a2，解得a210 m/s2，解得t1 s.12345678(2)为使滑板能以最短时间到达B，水平恒力F的取值范围.答案30 NF34 N12345678解析滑板与滑块刚好要相对滑动时，水平恒力最小，设为F1，此时可认为二者加速度相等，F1m1gm1a2，解得F130 N，当滑板运动到B，滑块刚好脱离时，水平恒力最大，设为F2，设滑块加速度为a1，F2m1gm1a1，解得F234 N，则水平恒力大小范围是30 NF34 N.123456788.如图8甲所示，倾角为37的足够长的传送带以4 m/s的速度顺时针转动，现使小物块以2 m/s的初速度沿斜面向下冲上传送带，小物块的速度随时间变化的关系如图乙所示，g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，试求：图图812345678(1)小物块与传送带间的动摩擦因数为多大；解析根据vt图象的斜率表示加速度可得对小物块，由牛顿第二定律得mgcos 37mgsin 37ma12345678(2)08 s内小物块在传送带上留下的划痕为多长.答案18 m12345678解析08 s内只有前6 s内物块与传送带发生相对滑动，06 s内传送带匀速运动的距离为：x带46 m24 m，由题图乙可知：02 s内物块位移大小为：方向沿传送带向上所以划痕的长度为：xx带x1x2(2428)m18 m.12345678