高考物理大一轮复习微专题04“传送带模型”和“滑块-木板模型”问题学案新人教版-3176

1、微专题04木板模型传递带模型问题包含水平传递带问题和倾斜传递带问题水平传递带问题求解的要点在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断物体的速度与传递带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻倾斜传递带问题求解的要点在于分析清楚物体与传递带的相对运动状况，从而确立其能否遇到滑动摩擦力作用当物体速度与传递带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变水平传递带被广泛地应用于机场和火车站|企图紧绷的传递带AB一直保持恒定的速率v1m/s运转，一质量为4kg的行李无初速度地放在A处|又以与传递带相等的速率做匀速直线运动设行李与传递带之间的动摩擦因数，A、B间的距离L2，g取10m/s(1)求行李刚开

2、始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；(2)求行李做匀加速直线运动的时间；(3)假如提升传递带的运转速率|，行李就能被较快地传递到B处|，求行李从A处传递到B处的最短时间和传递带对应的最小运转速率分析：(1)行李所受滑动摩擦力大小Ffg0.1410N4，加速度大小0.110m/s1m/s2(2)行李到达与传递带同样速率后不再加速，那么at，v得1a111(3)行李一直匀加速运转时，所需时间最短|，加速度大小仍为1m/s，当行李到达右端时|，有2min2aL|，得vmin212m/s2，第1页共9页所以传递带对应的最小运转速率为2m/svmin2由vminatmin得行李最短运转时间min

3、a12答案：(1)4N1m/s2(2)1s(3)2s2m/s以以下图为货场使用的传递带的模型|37|，传递带AB长度足够长|2m/s的恒定速率顺时针转动一包货物以v12m/s的初速度从A端滑上倾斜传递带，假设货物与皮带之间的动摩擦因数，且可将货物视为质点(1)货物刚滑上传递带时加速度为多大？(2)当货物的速度和传递带的速度同样时用了多少时间？这时货物相关于地面沿传递带方向运动了多远？(3)从货物滑上传递带开始计时|A端共用了多少时间？(g取10m/s2，sin37，cos370.8)分析：(1)设货物刚滑上传递带时加速度大小为1|，货物相对传递带向上运动|物遇到的摩擦力沿传递带向下，货物受力以

4、以下图依据牛顿第二定律有Ffma1，FNmgcos0又FfFN解得ag(sincos)10m/s20(2)货物速度从0减至传递带速度v所用时间t11sa12v2v位移x7m2a1(3)解法：t1s后货物所受摩擦力沿传递带向上|，设此时货物的加速度大小为a，同理可得ag(sincos)2m/s2|，方向沿传递带向下0v设货物再经时间t2速度减为零|，那么21s20v2沿传递带向上滑的位移x1m2a2上滑的总距离为8m货物到达最高点再次下滑时的加速度为a，设下滑时间为3|，第2页共9页由x1a2t解得22s2那么货物从A端滑上传递带到再次滑回A端的总时间为1t222)s解法：过了1时刻|，货物的加

5、速度变成a|，从t1到货物滑回A端的过程|，加速度1保持不变|，那么1vt22t，代入数值，解得2(122)，货物从A端滑上传递带2到再次滑回A端的总时间为tt1(222)s答案：(1)10m/s2(2)1s；7m(3)(222)s(2021)以以下图为粮袋的传递装置|AB间长度为L|，传递带与水平方向的夹角为|，工作时逆时针运转|，速度为，粮袋与传递带间的动摩擦因数为|A点将粮袋放到运转中的传递带上|A到B的运动，以下说法正确的选项是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A粮袋到达B点的速度与v比较|，可能大|，也可能相等或小B粮袋开始运动的加速度为g(sincos，假设L足够大|，那么今后将

6、以必定的速度v做匀速运动C假设tan，那么粮袋从A到B必定是向来做加速运动D无论|，粮袋从A到B向来做匀加速运动|，且分析：选A粮袋在传递带上可能向来做匀加速运动|，到达B点时的速度小于；也可能先做匀加速运动|，当速度与传递带同样后|，做匀速运动|，到达B点时速度与v同样；也可能先做加速度较大的匀加速运动|，当速度与传递带同样后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v|，故A正确，D错误粮袋开始时遇到沿斜面向下的滑动摩擦力|，大小为s，依据牛顿第二定律有加速度cos，故B错误假设tan|，粮袋从A到B可能是向来做加速运动，也可能先做匀加速运动，当速度与传递带同样后|，做匀速运动，故C错

7、误一水平的淡色传递带上搁置一煤块(可视为质点)|，煤块与传递带之间的动摩擦因数为初始时，传递带与煤块都是静止的现让传递带以恒定的加速度a0开始运动|，当其速度到达v0后|，便以此速度做匀速运动|，经过一段时间，煤块在传递带上留下了一段黑色印迹后|，相关于传递带不再滑动求此黑色印迹的长度(假设传递带足够长)分析：设煤块在加速过程中的加速度为，依据题意知a0|，依据牛顿第二定律可得设传递带由静止开始加速到速度等于v，经历的时间为，第3页共9页那么va，此时煤块的速度vat因为0|vva做匀加速运动设再经过时间t|，煤块的速度由v增添到v，有vvat设煤块的速度从0增添到v0的整个过程中，煤块和传递

8、带相对地面挪动的距离分别为x和0|，那么x0|，x1vt|，2at传递带上留下的黑色印迹的长度lxx|，由以上各式得l2v0ag2a答案：2v0aga(2021)如图甲所示v1运转|，一质量1kg|，初速度大小为2的煤块从与传递带等高的圆滑水平川面上的A处滑上传送带假设以地面为参照系|，从煤块滑上传递带开始计时，煤块在传递带上运动的速度时间图象如图乙所示|，g取10m/s2|，求：(1)煤块与传递带间的动摩擦因数；(2)煤块在传递带上运动的时间分析：(1)由题图乙的速度时间图象可知|，煤块做匀变速运动的加速度vt12，由牛顿第二定律得gma|，解得煤块与传递带间的动摩擦因数0.1(2)由题图乙

9、的速度时间图象可知|，传递带速度大小11m/s|，煤块初速度大小23，煤块在传递带上滑动t4s后与传递带相对静止2前3s内煤块的位移14.5m|，方向向左|，2v14s内煤块的位移2t0.5，方向向右，4s内煤块的位移s124，方向向左|，s煤块接着在传递带上向右匀速运动|，时间24s|，1故煤块在传递带上运动的时间t28第4页共9页答案：(1)0.1(2)8s木板模型模型特色涉及两个物体|，而且物体间存在相对滑动两种位移关系滑块由木板的一端运动到另一端的过程中，假设滑块和木板同向运动于板长；反向运动时|，位移大小之和等于板长设板长为L|，滑块位移大小为x1|，木板位移大小为2同向运动时：如图

10、甲所示，2甲反向运动时：如图乙所示，2乙解题步骤审题建模弄清题目情形，分析清楚每个物体的受力状况，运动状况，清楚题给条件和所求建立方程依据牛顿运动定律正确求出各运动过程的加速度两过程接连处的加速度可能突变找出物体之间的位移行程关系或速度关系是解题的打破口，上一过程的末速度是明确关系下一过程的初速度，这是两过程的联系纽带(2021)如图|A和B的质量分别为m1kg和m5，放在静止于水平川面上的木板的两端|，二者与木板间的动摩擦因数均为0.5；木板的质量为m4，与地面间的动摩擦因数为20.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动|，初速度大小均为v3、B相遇时|，A与木板恰好相对静止设最大静摩擦力等于滑

11、动摩擦力|，取重力加速度大小10m/s2求(1)B与木板相对静止时，木板的速度；(2)A、B开始运动时，二者之间的距离分析：(1)滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为、2和3，A和B相关于地面的加速度大小分别为A和aB|，木板相对于地面的加速度大小为a在物块B与木板到达共同速度前有第5页共9页11Ag21Bg32(mAm)g由牛顿第二定律得1mAA2mBB2ffma1设在1时刻，B与木板到达共同速度，其大小为1由运动学公式有Bt11t1联立式，代入数据得1m/s(2)在t1时间间隔内|，B相关于地面挪动的距离为0122at1设在B与木板到达共同速度1

12、后2关于B与木板构成的系统|，由牛顿第二定律有1f(mm)a2?由式知|，aa；再由式知，B与木板到达共同速度时，A的速度大小也为1|，但运动方向与木板相反由题意知|，A和B相遇时，A与木板的速度同样|，设第6页共9页其大小为v设A的速度大小从1变到2所用的时间为t2|，那么由运动学公式，对木板有2t2?对A有1A2?在2时间间隔内|，B(以及木板)相对地面挪动的距离为12t2a2t2?在1t2)时间间隔内|，A相对地面挪动的距离为012)122A12)?A和B相遇时，A与木板的速度也恰好同样所以A和B开始运动时，二者之间的距离为AB?联立以上各式|，并代入数据得1.9m(也可用如图的速度时间

13、图线求解)答案：(1)1m/s(2)1.9m(多项选择)如图甲所示，长木板B固定在圆滑水平面上|，可视为质点的物体A静止叠放在B的最左端现用F6N的水平力向右拉A|，经过5sA运动到B的最右端|，且其vt图象如图乙所示A、B的质量分别为1kg、4，A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力|，g取10m/s.以下说法正确的选项是()AA的加速度大小为0.52BA、B间的动摩擦因数为0.4C假设B不固定，B的加速度大小为2m/s2D假设B不固定，A运动到B的最右端所用的时间为52s分析：选BD依据t图象可知A的加速度大小为avt10222|，A错5m/s第7页共9页FAaA误；以A为研究对象|，依据牛

14、顿第二定律可得FmAAA|，解得0.4|，mgB正确；假设B不固定|，假设A、B不发生相对滑动|，那么有F(mB)a|，1.2，对A有FA|，得f4.8NmAg|，假设不行立|，故A、B会发生相对滑动|，那么B的加速度大小为BmAgmB0.4110412|C错误B的长度lm/s12510m25m|，设A运动到B的最右端所用的时间为，依据题意可得1A22a1tl|，解得52s|，D正确(2021)以以下图，地面挨次摆放两个完整同样的木板、B|，长度均为l2.5m|m150v6m/s冲上木板A的左端|，小滑块质量1200g|，滑块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数20.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，g取10m/s2)(1)假设滑块滑上木板A时，木板不动|，而滑上木板B时|，木板B开始滑动，求1应满足的条件(2)假设，求滑块运动的时间(结果可用分数表示)分析：(1)滑块滑上木板A时|，木板不动|，由受力分析得1122)，滑块滑上木板B时|，木板B开始滑动|，由受力分析得11(m1m)，代入数据解得5(2)假设，那么滑块在木板A上滑动时，木板不动设滑块在木板A上做减速运动时的加速度大小为1|，2，由牛顿第二定律得mgma，解得a4m/s由2al10|，得滑块到达木板B时的速度4m/s|，设滑