2027届新高考物理热点精准复习　传送带模型和“滑块-木板”模型

2027届新高考物理热点精准复习

传送带模型和“滑块—木板”模型链接高考本专题在高考中常以选择题和计算题的形式出现,出现的频次较高,综合性较强方法规律抓好一个力的分析——摩擦力明确两个位移关系——同向运动的位移关系和反向运动的位移关系注意三个状态分析——初态、同速、末态关键能力四种能力:理解能力、模型建构能力、逻辑推理能力、综合分析能力考点一传送带模型【要点精粹】1.常见传送带模型分类情境模型图示水平传送带模型分类情境模型图示水平传送带模型分类情境模型图示水平传送带模型分类情境模型图示倾斜传送带模型分类情境模型图示倾斜传送带模型分类情境模型图示倾斜传送带模型2.传送带问题的解题关键(1)传送带问题求解的关键在于根据物体和传送带之间的相对运动或相对运动趋势,确定物体所受摩擦力的大小和方向。(2)若物体的运动分为多个阶段,则分段分析物体的受力情况和运动情况。(3)物体的速度与传送带的速度由不同变为相同时,物体所受的摩擦力一般会发生突变,所以速度相等时一般是物体受力情况和运动情况变化的转折点。【典例精析】【典例1】(2024·安徽高考)倾角为θ的传送带以恒定速率v0顺时针转动。t=0时在传送带底端无初速度轻放一小物块,如图所示。t0时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到v0。不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是(

)√【解析】选C。0~t0时间内:物块轻放在传送带上,做加速运动。由受力分析可知,物块受重力、支持力、滑动摩擦力,滑动摩擦力大于重力的下滑分力,合力不变,故做匀加速运动。t0之后:当物块速度与传送带相同时,静摩擦力与重力的下滑分力相等,加速度突变为零,物块做匀速直线运动,C正确,A、B、D错误。[强化训练1](2025·扬州模拟)如图甲所示,倾角为θ的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时,将质量m=1kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上端,物体相对地面的v−t图像如图乙所示,2s时滑离传送带。设沿传送带向下为正方向,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则(

)A.传送带的倾角θ=30°B.物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4C.传送带上、下两端的间距为15mD.物体在传送带上留下的痕迹长度为5m√

[强化训练2](2026·邯郸模拟)如图,半径r=50cm的两圆柱体A

和B,转动轴互相平行且在同一水平面内,轴心间的距离为s=6m。两圆柱体A和B均被电动机带动以ω=6rad/s的角速度逆时针方向转动,质量均匀分布的长木板无初速地水平放置在A和B上,其重心恰好在B的正上方。从木板开始运动计时,圆柱体转动两周,木板恰好不受摩擦力的作用,且仍沿水平方向运动。设木板与两圆柱体间的动摩擦因数相同。重力加速度g取10.0m/s2,取π≈3.0。求:

考点二“滑块—木板”模型【要点精粹】1.常见板块模型情境模型图示过程分析滑板获得一初速度v0,则板块同向运动,两者加速度不同,x板>x块,Δx=x板−x块,最后分离或相对静止滑块获得一初速度v0,则板块同向运动,两者加速度不同,x板<x块,Δx=x块−x板,最后分离或相对静止情境模型图示过程分析开始时板块运动方向相反,两者加速度不同,最后分离或相对静止,Δx=x块+x板滑板或滑块受到拉力作用,要判断两者是否有相对运动以及滑板与地面是否有相对运动趋势,若板块相对滑动,最终两者分离,Δx=L2.“滑块—木板”问题的解题关键(1)受力分析:分析滑块和木板之间的相对运动或相对运动趋势,确定它们所受摩擦力的大小和方向。并对两物体进行受力分析。(2)运动分析:根据滑块和木板的初状态和受力情况分析它们的运动情况。根据牛顿第二定律结合运动学公式分析它们的加速度、速度和位移。(3)用好关联:利用好某状态或某阶段,滑块和木板之间的位移关系、速度关系等关联关系。(4)逐段分析:若运动过程分为多个阶段,则分段分析各个阶段。滑块与木板达到相同速度时,滑块从木板上滑下时,外力突变时,以上三种情况一般是物体受力情况和运动情况变化的转折点。【典例精析】【典例2】【多选】(2024·黑吉辽高考)一足够长木板置于水平地面上,二者间的动摩擦因数为μ。t=0时,木板在水平恒力作用下,由静止开始向右运动。某时刻,一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知t=0到t=4t0的时间内,木板速度v随时间t变化的图像如图所示,其中g为重力加速度大小。t=4t0时刻,小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是(

)A.小物块在t=3t0时刻滑上木板B.小物块和木板间动摩擦因数为2μC.小物块与木板的质量比为3∶4D.t=4t0之后小物块和木板一起做匀速运动√√√

巩固练习1.2025年中国快递业迅猛发展,自动化分拣设备也得到了广泛应用。如图为一快递分拣流水线的简化示意图,快递包裹从距传送带0.2m高度处的分拣口无初速度释放,释放时传送带的A点恰好在包裹正下方。若传送带足够长,包裹落到传送带上不反弹,传送带匀速转动的速度v=0.4m/s,包裹与传送带之间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g取10m/s2,则包裹与传送带共速时,包裹与传送带上A点的距离为(

)

A.0.08m B.0.09m

C.0.10m D.0.12m√

2.【多选】(2026·湘潭模拟)绷紧的传送带与水平方向夹角为37°,传送带的v−t图像如图所示。t=0时刻质量为1kg的楔形物体以某一初速度从B点滑上传送带,并沿传送带向上做匀速运动,2s后开始减速,在t=4s时物体恰好到达最高点A点。重力加速度为10m/s2。对物体从B点运动到A点的过程中,下列说法正确的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(

)A.物体与传送带间的动摩擦因数为0.75B.2s后物体与传送带相对静止一起运动C.2s后物体受到的摩擦力沿传送带向下

D.传送带AB长度为6m√√√

3.【多选】如图所示,一传送带倾斜放置,以恒定速率v顺时针转动。t=0时刻一物块以初速度v0从A端冲上传送带,t=t0时刻离开传送带,则物块速度随时间变化的图像可能是(

)√√【解析】选A、C。对物块受力分析可知,物块受到重力、摩擦力和支持力。设摩擦力最大值为Ffm,重力沿传送带向下的分力为mgsinθ。若v0<v,物块先做匀加速运动,与传送带共速后,若Ffm≥mgsinθ,物块与传送带一起匀速运动,则A图是可能的,若Ffm<mgsinθ,物块做匀减速运动,则B图是不可能的,故A正确,B错误;若v0>v,物块先做匀减速运动,加速度大小a1=gsinθ+μgcosθ,与传送带共速后,若Ffm<mgsinθ,物块向上继续做匀减速运动,加速度大小a2=gsinθ−μgcosθ,由此可知a2<a1,v−t图像的斜率变小,速度减小到零,后又向下做匀加速运动,加速度大小不变,则C图是可能的,故C正确;若v0>v,物块先做匀减速运动,与传送带共速后,若Ffm≥mgsinθ,物块与传送带沿斜面向上一起做匀速运动,则D图不可能,故D错误。4.【多选】如图甲所示,长木板A静止在光滑水平面上,另一质量为2kg的物体B(可看作质点)以水平速度v0=3m/s滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦,之后的运动过程中A、B的速度—时间图像如图乙所示。g取10m/s2,下列说法正确的是(

)A.长木板A、物体B所受的摩擦力均与运动方向相反B.A、B之间的动摩擦因数μ=0.2C.1s末物体B从木板A的右端滑落D.长木板A的质量是4kg√√

5.【多选】如图甲所示,一水平浅色传送带上放置一煤块(可视为质点),初始时,两者都是静止的,现让传送带在电机带动下先加速后减速,传送带的速度—时间图像如图乙所示,t=5s时煤块与传送带共速,设传送带足够长,最终煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹,重力加速度g取10m/s2。整个过程中,下列说法正确的是(

)A.煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.24B.煤块的位移大小为60mC.煤块相对传送带的位移大小为28mD.黑色痕迹的长度为16m√√√

6.将一香皂盒置于桌面上的一张纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,香皂盒的位移很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验(示意图如图所示)。若香皂盒和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。本实验中,m1=100g,m2=5g,μ=0.2,香皂盒与纸板左端的距离d=0.1m,若香皂盒移动的距离超过l=0.002m,人眼就能感知到,忽略香皂盒的体积因素影响,g取10m/s2,为确保香皂盒移动不被人感知到,纸板所需的拉力至少是(

)A.1.42N B.1.40N C.142N D.0.142N√

A.滑块A能获得的最大加速度为2m/s2B.A、B之间的初始距离为4mC.滑块A的质量为1kgD.若F=10.5N,A、C之间将发生相对滑动√√

A.P、Q两个物体加速度分别为6m/s2、4m/s2B.P、Q两个物体加速度分别为6m/s2、2m/s2C.P滑块在Q上运动时间为1sD.P滑块在Q上运动时间为2s√√

9.(2026·岳阳模拟)质量m=1kg的小物块,由静止从距斜面底端高h=0.6m的粗糙斜面上滑下,斜面倾角θ=37°,小物块到达斜面底端后速度大小不变,滑上足够长的长木板,小物块与斜面、长木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5,长木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2=0.1,长木板的质量M=1kg,小物块滑上长木板立即受到大小F=6N的水平向右的恒力作用,当小物块与长木板速度相同时,撤去恒力F,g取10m/s2求:(1)小物块滑到斜面底端时的速度大小v0;(2)从滑上长木板开始,经多长时间物块、木板速度相同,此时物块距木板左端的距离L;(3)最终木板距斜面末端的距离。

10.一足够长的水平传送带以速度v=6m/s顺时针匀速转动,把一质量为M=1kg的足够长的木板B轻轻放在传送带上,B与传送带之间的动摩擦因数μ1=0