2025年高考物理复习：传送带模型和滑块-木板模型（含解析）

专题强化练（三）传送带模型和滑块一木板模型

（40分钟50分）

一、选择题

1.（6分X2024•徐州模拟）如图所示,水平方向的传送带以vi的恒定速度顺时针转动。一物块从

右端以以V2>V1）的速度滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为〃，传送带长度上啸。在物

块从滑上传送带至离开传送带的过程中，物块的速度随时间变化的图像是图中的（）

6

幼

。

2.（6分）（2023•平谷区模拟）如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率vi沿顺时针方向转动，传送

带的倾角为37。。一物块以初速度vo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v-t图像如图乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零41137。=0.6,（!0537。=0.8。8取10m/s2,

则（）

A.传送带的速度为16m/s

B.物体所受摩擦力方向一直与物块运动的方向相反

C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25

D.传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大

【加固训练】

（多选）如图所示，有一条传送带与水平面的夹角6=37。,传送带以v=4m/s的速度匀速转动。

现将一小物块轻放在最高点4经过时间/小物块运动到最低点3。已知Z、8之间的距离为

5.8m,物块与传送带之间的动摩擦因数〃=0.5,小物块可看作质点，重力加速度g取10

m/s2,5m37°=0.6,co537°=0,8o则小物块从Z到B的时间可能是（）

A.lsB.1.4sC.V32sD.V5?8s

3.（6分）（多选）（2023-常德模拟）如图甲所示,长木板B静止在水平地面上，在片0时刻,可视为质点、

质量为1kg的物块幺在水平外力E作用下，从长木板的左端滑上并从静止开始运动,1s后撤去

外力E物块幺、长木板8的速度一时间图像如图乙所示,g取10m/s?,则下列说法正确的是（）

A.长木板的最小长度为2m

B.N、8间的动摩擦因数是0.1

C.长木板的质量为0.5kg

D.外力厂的大小为4N

4.（6分）（2023•西安模拟）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所示

的模型，倾角为37。的斜坡上有长为1m的滑板，滑板与沙间的动摩擦因数为白。小孩（可视为质

16

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,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取

10m/s2,则下列判断正确的是（)

A.小孩在滑板上下滑的加速度大小为L5m/s2

B.小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为0.5m/s2

C.经过V2s的时间，小孩离开滑板

D.小孩离开滑板时的速度大小为Tm/s

5.（6分）（多选）（2023•荆门模拟）中国象棋是起源于我国的一种棋，属于二人对抗性游戏的一种,

在我国有着悠久的历史。由于用具简单，趣味性强，成为流行极为广泛的棋艺活动。如图所示,5

颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第5颗棋子最左端与水平面上的。点重合,所有接

触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力/作用在第

3颗棋子上，恒力作用一小段时间后，五颗棋子的位置情况可能是（）

【加固训练】

如图,质量为4m的货车载有质量为2m的货物，一起在水平路面上以速度v匀速运动，因紧

急情况货车突然制动，货车停下后，货物继续运动后未与车厢前壁发生碰撞。已知货物与水平车

厢底板间的动摩擦因数为〃，车轮与地面间的动摩擦因数为2〃,货物到车厢前壁的距离为上，重力

加速度为g。下列说法正确的是（）

A.开始刹车时货车的加速度大小为2〃g

B.从开始刹车到货物停止运动的时间为:

c.货车停止时，货物的速度大小为%

D.货物到车厢前壁的距离应满足L^-

二、计算题

6.（10分）（2023•吉安模拟）如图甲为自动人行道，常在码头、机场、展览馆和体育馆等人流集中

的地方。将自动人行道抽象成图乙模型，设其逆时针匀速转动的速度为vo=lm/s,两个完全相同

的小物块45（可视为质点）同时以v=2m/s的初速度相向运动。已知两物块运动的过程中恰

好不会发生碰撞，加速度大小均为2m/s2,重力加速度g取10m/s2o求：

网国/、

甲乙

（1）物块与传送带间的动摩擦因数；

（2）小物块2、8开始相向运动时的距离。

【加固训练】

1.（2023•广州模拟）快递物流已经深入我们的生活，准确迅速分拣是一个重要环节，图1是快递分

拣传送装置。它由两台传送机组成,一台水平传送，另一台倾斜传送，图2是该装置示意图,CD部

分倾角。=37。乃、C间距离忽略不计。已知水平传送带以4m/s的速率顺时针转动。把一个可

视为质点的货物无初速度放在Z端,图3为水平传送带25段数控设备记录的货物的运动图

像,1.3s时刚好达到5端，且速率不变滑上。端，已知两段传送带的动摩擦因数相同。g取10m/s?。

求：

（1）水平传送带Z8的长度及动摩擦因数;

⑵若CD段的长度为2.6m,CD部分传送带速度至少为多少，快递员才能在D端取到快件。

2.（2023•泰安模拟）如图所示,传送带与水平方向成30。角，顺时针匀速转动的速度大小v=8m/s,

传送带长LIB=11.4m,水平面上有一块足够长的木板。质量为m=3kg的物块（可视为质点）以初

速度vo=4m/s,自A端沿N8方向滑上传送带,在底端B滑上紧靠传送带上表面的静止木板，木板

质量为止1kg,不考虑物块冲上木板时碰撞带来的机械能损失。已知物块与传送带间的动摩擦

因数为〃1二*物块与木板间的动摩擦因数为〃2=0.3,木板与地面间的动摩擦因数为〃3=0.1。取重

力加速度g=10m/s2,求：

(1)物块从/运动到B点经历的时间t;

(2)物块停止运动时与B点的距离xo

7.(10分)(2024・阜阳模拟)如图所示,水平面上有一长度为£=1m的平板Z,其正中间放置一小物

块8(可视为质点)M和5的质量分别为机42kg、机B=lkg,Z与8之间、Z与地面之间的动摩

擦因数分别为〃1=0.20,〃2=0.30。开始时2和8都静止，用一个水平推力Q12N作用到平板2

上，当/的位移为x=2m时,立即撤去推力，已知重力加速度g=10m/s?。求:

L

□B

FA

(1)撤去推力前，物块8和平板Z的加速度;

(2)撤去推力时，物块8和平板Z的速度大小;

(3)物块B停止运动时到平板左侧距离。

【加固训练】

(2023・茂名模拟)如图所示,右侧带有挡板的长木板质量M=6kg、放在水平面上，质量机=2

kg的小物块放在长木板上，小物块与长木板右侧的挡板的距离为"此时水平向右的力/作用

于长木板上，长木板和小物块一起以v0=4m/s的速度匀速运动。已知长木板与水平面间的动摩

擦因数为〃1=0.6,物块与长木板之间的动摩擦因数为〃2=0.4,某时刻撤去力f最终小物块会与右

侧挡板发生碰撞。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s?。

L

(1)求力厂的大小；

⑵撤去力F时,分别求出长木板和小物块的加速度大小;

（3）小物块与右侧挡板碰撞前物块的速度v与L的关系式。

解析版

一、选择题

1.（6分）（2023•宁波模拟）如图，有一段圆管，现有一只虫子沿如图所示的圆弧曲线从N点缓慢爬

到B点，关于虫子爬过去的过程，下列说法正确的是（）

A.圆管对虫子的弹力可能不变

B.圆管对虫子的摩擦力先减小后变大

C.圆管对虫子的摩擦力一直减小

D.圆管对虫子的作用力一定改变

【解析】选B。对虫子受力分析，有重力,圆管对其的支持力和摩擦力，设虫子在圆管上某点时

过该点的切线与水平方向夹角为仇由平衡条件,可得网=mgcos仇虫子从位置Z向位置3缓慢爬

行上角先减小后增大，圆管对虫子的弹力先增大后减小，故A错误;由平衡条件，有％mgsin优当

虫子从位置幺向位置8缓慢爬行的过程中，。角先减小后增大，所以圆管对虫子的摩擦力先减小

后变大，故B正确、C错误;圆管对虫子的作用力是支持力与摩擦力的合力,等于虫子所受重力,

所以应保持不变。故D错误。

2.（6分）（交通工具）（多选）如图为汽车的机械式手刹（驻车器）系统的结构示意图，结构对称。当向

上拉动手刹拉杆时，手刹拉索（不可伸缩）就会拉紧，拉索0。、。。分别作用于两边轮子的制动器,

从而实现驻车的目的。则以下说法不正确的是（）

A.当0D、两拉索夹角为60。时，三根拉索的拉力大小相等

B.拉动手刹拉杆时，拉索AO上的拉力总比拉索OD和OC中任何一个拉力大

C.若在上施加一恒力0。、OC两拉索夹角越小，拉索OC拉力越大

D.若保持0c两拉索拉力不变0。、两拉索越短，拉动拉索2。越省力

【解析】选A、B、Co当0C两拉索夹角为120。时，三根拉索的拉力大小才相等,A错误;

拉动手刹拉杆时，当OD、OC两拉索夹角大于120。时，拉索A0上拉力比拉索0D和0C中任何

一个拉力小,B错误;根据平行四边形定则可知，若在A0上施加一恒力0。、0C两拉索夹角越

小，拉索。。、0C拉力越小,C错误;若保持0。、。。两拉索拉力不变0。、。。两拉索越短，则

两力夹角越大，合力越小，即拉动拉索A0越省力,D正确。

3.（6分）（2024•徐州模拟）如图所示,半径相同、质量分布均匀的圆柱体E和半圆柱体M靠在一

起,£、/之间无摩擦力,E的重力为G,加下表面粗糙,£、/均静止在水平地面上。现过E的轴

心施以水平作用力/，可缓慢地将E拉离地面一直滑到M的顶端，整个过程中"始终处于静止

状态，对该过程的分析，下列说法正确的是（）

A.地面所受M的压力变大

B.地面对M的摩擦力逐渐增大

C.开始时拉力尸最大，且为8G,以后逐渐减小到G

D.E、/间的压力开始时最大，且为2G,以后逐渐减小到G

【解析】选D。取整体为研究对象，在圆柱体E离地后，地面所受补的压力不变,等于二者的总

重力，故A错误;圆柱体E受重力G、拉力R半圆柱体的支持力N作用处于平衡状态,这三个

力构成封闭三角形，如图所示开始时N与竖直方向成60。角，对应图中的最大三角形，此时拉力尸

和半圆柱体的支持力N都最大，其大小分别为居^Gta水。*百G,Nm=~^=2G;随着E向上移动,

三角形逐渐减小，拉力R半圆柱体的支持力N都逐渐减小，当E移动到M顶端时尸减小到零,N

减小到G,故C错误,D正确;取整体为研究对象,地面对M的摩擦力等于拉力F,所以摩擦力随拉

力厂的减小而减小，故B错误。

【加固训练】

（多选）如图所示，在水平地面上放着一个左侧截面为半圆的光滑柱状物体4在物体幺与竖

直墙面之间放着一个光滑斜面体8,斜面体3未接触地面，整个装置在水平力/作用下处于静止

状态，现推动物体Z缓慢向左移动一小段距离，在此过程中，下列说法正确的是（）

A.水平力厂大小不变

B.地面对物体力的支持力不变

C.斜面体B对物体A的压力逐渐增大

D.墙面对斜面体5的支持力逐渐减小

【解析】选A、Bo以5为研究对象，由平衡条件可知，墙对8的作用力乃=曹，物体N对斜面

体的支持力尸2=舞，现推动物体Z缓慢向左移动一小段距离，角度。保持不变，所以人、凡保持

不变，以整体为研究对象，水平力F大小等于墙对B的作用力Fi且保持不变，故A正确;以整体

为研究对象，地面对物体Z的支持力等于2、3重力之和且保持不变，故B正确;根据牛顿第三

定律，可知斜面体8对物体幺的压力等于物体幺对斜面体的支持力后保持不变，故C错误;墙面

对斜面体B的支持力Fi保持不变，故D错误。

4.（6分）（生活日常）（2023•重庆模拟）小李发现小区的消防通道被一质量为根的石墩挡住了，为了

移开石墩小李找来一根结实的绳子，将绳的一端系在石墩上，双手紧握绳的另一端用力斜向上

拖拽石墩。设绳子与水平方向的夹角为仇小李对绳施加的最大拉力为0.6加乡石墩与水平地面

间的动摩擦因数为子，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（）

A.无论。取何值，小李都不可能拖动石墩

B.小李能拖动石墩，且当时最省力

C.小李能拖动石墩，且当”时最省力

D.小李能拖动石墩，且当时最省力

【解析】选C。对石墩进行受力分析如图所示

y

FN

"二

G

FCGS3=NFN

F^+Fsin3=mg

解得2万（芟00夕+|5由。）=加g

即

2sin（-+0）

可解得，当时尸最小为0.5掰g,故小李能拖动石墩，且当时最省力。

5.（6分X生产生活）（2023・淄博模拟）在吊运表面平整的重型板材（混凝土预制板、厚钢板）时，如

因吊绳无处钩挂而遇到困难，可用一根钢丝绳将板拦腰捆起（不必捆得很紧），用两个吊钩勾住

绳圈长边的中点起吊（如图所示），若钢丝绳与板材之间的动摩擦因数为〃，为了满足安全起吊（不

考虑钢丝绳断裂），需要满足的条件是（）

A.tana>〃B.tana^z

C.sino>〃D.sin«<yz

【解析】选B。要起吊重物，只需满足绳子张力T的竖直分量小于钢丝绳与板材之间的最大静

摩擦力，一般情况最大静摩擦力等于滑动摩擦力，如图所示

即Tcosa〃>Tsina,化简可得tana<〃，故B正确。

6.（6分）（生产生活）（2023・唐山模拟）北方农村秋冬季节常用金属丝网围成圆柱形粮仓储存玉米

棒，某粮仓由于玉米棒装的不匀称而发生倾斜现象，为避免倾倒，在左侧用木棍支撑，如图所示。

若支撑点距水平地面的高度为6m,木棍与水平地面间的动摩擦因数为苧,木棍重力不计，粮仓

对木棍的作用力沿木棍方向，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使木棍下端不发生侧滑，则木棍

的长度最大为（）

A.1.5mB.V3m

C.2mD.2V3m

【解析】选c。设木棍与水平方向夹角为木棍长度为，粮仓对木棍的作用力大小为凡则为

使木棍下端一定不发生侧滑，由平衡条件有Ecos/Esin仇由几何知识有tan0=3,两式联立

解得£W2m,即木棍的长度最大为2m,故A、B、D错误,C正确。

7.（6分）（2020•山东等级考）如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为掰和2m

的物块幺、民通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接R、8间的接触面和轻绳均与木板平行。幺与

3间、8与木板间的动摩擦因数均为〃，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹

角为45。时，物块幺、8刚好要滑动，则〃的值为（）

1111

--C-D-

A.3456

【解析】选C。当木板与水平面的夹角为45。时，两物块刚好滑动，对Z物块受力分析如图甲,

mg

甲

沿斜面方向，4、5之间的滑动摩擦力力加gcos45。，根据平衡条件可知

T=加gsin45。+〃加gcos45。①;对B物块受力分析如图乙,

N〃

乙

沿斜面方向乃与斜面之间的滑动摩擦力力=〃N〃=〃・3加gcos45。,根据平衡条件可知

2加gsin45°=T+〃加gcos45°+/r3加gcos450②,①②两式联立，可得2加gsin45Q=加gsin45。

+〃Mgcos45°+〃Mgcos450+/r3^gcos45°^^^^3，A、B、D错误,C正确。故选C。

8.（6分）竖直门闩简化结构的侧视图如图所示。下方部件4可以在水平槽内向前推进。槽表面

光滑，摩擦力可以不计;部件A与部件B界面动摩擦因数为〃，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,

界面与水平面呈45。夹角。部件5质量为加,重力加速度为g,为了使门闩启动，施加在部件/上

的水平力尸至少是（）

AA.--1mgD-.—1m^

l+〃1-/1

cyg

【解题指南】分析本题注意以下两点；

⑴应用临界法，研究刚好发生相对滑动的临界状态；

（2）部件45均处于平衡状态，满足平衡条件。

【解析】选C。设/、5刚好发生相对滑动H、8的受力如图所示

以B为对象，则有mg-iysin45o=K4BCOs45o

以A为对象，则有F=/cos45°+F^sin45°

又户〃联立解得施加在部件A上的水平力F的最小值为曰4g,选项C正确。

二、计算题

9.（10分）（2023・绍兴模拟）如图所示，一只质量为m的蚂蚁从碗底沿半径为R的半球形碗壁向上

缓慢爬行,若蚂蚁与碗壁间的动摩擦因数为旧，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为

（1）当蚂蚁爬到和圆心。的连线与竖直方向成30。的位置时,求它受到的摩擦力；

答案:（1^^g，方向垂直蚂蚁和圆心0的连线向上

【解析】（1）蚂蚁缓慢爬行可以认为处于平衡状态，当蚂蚁爬到与圆心。的连线与竖直方向成

30。的位置时，蚂蚁受到重力、支持力和静摩擦力作用，静摩擦力等于重力沿切面向下的分力，可

得/=mgsin30°=^mg

静摩擦力方向垂直蚂蚁和圆心。的连线向上。

（2）当蚂蚁爬到和圆心。的连线与