第11講牛頓運動定律的綜合應用（二）（講義）（原卷版）-2025年高考物理一輪復習講練測（新教材新高考）-試卷下載-教習網(wǎng)

\l "_Tc31929" 02、知識導圖，思維引航 PAGEREF _Tc31929 \h 2
03、考點突破，考法探究 \l "_Tc2707" PAGEREF _Tc2707 \h 2
\l "_Tc30549" 考點一板塊模型 PAGEREF _Tc30549 \h 2
\l "_Tc28498" 知識點1.模型特點 PAGEREF _Tc28498 \h 3
\l "_Tc2303" 知識點2.模型構建 PAGEREF _Tc2303 \h 3
\l "_Tc16829" 知識點3．解題關鍵 PAGEREF _Tc16829 \h 3
\l "_Tc9759" 考向1 水平面上的無外力作用的板塊問題 PAGEREF _Tc9759 \h 4
\l "_Tc11610" 考向2 水平面上的有外力作用的板塊問題 PAGEREF _Tc11610 \h 8
\l "_Tc6646" 考向3 斜面上的板塊模型 PAGEREF _Tc6646 \h 11
\l "_Tc12012" 考點二傳送帶模型 PAGEREF _Tc12012 \h 13
\l "_Tc31387" 知識點1 水平傳送帶的常見情形及運動分析 PAGEREF _Tc31387 \h 13
\l "_Tc26377" 知識點2 傾斜傳送帶問題的常見情形及運動分析 PAGEREF _Tc26377 \h 14
\l "_Tc17987" 考向1 水平傳送帶 PAGEREF _Tc17987 \h 15
\l "_Tc21680" 考向2．傾斜傳送帶模型 PAGEREF _Tc21680 \h 17
\l "_Tc2339" 04、真題練習，命題洞見 PAGEREF _Tc2339 \h 19
考點一板塊模型
知識點1.模型特點
滑塊(視為質點)置于木板上，滑塊和木板均相對地面運動，且滑塊和木板在摩擦力的作用下發(fā)生相對滑動。
知識點2.模型構建
(1)隔離法的應用：對滑塊和木板分別進行受力分析和運動過程分析。
(2)對滑塊和木板分別列動力學方程和運動學方程。
(3)明確滑塊和木板間的位移關系
如圖所示，滑塊由木板一端運動到另一端的過程中，滑塊和木板同向運動時，位移之差Δx＝x1－x2＝L(板長)；滑塊和木板反向運動時，位移之和Δx＝x2＋x1＝L。
知識點3．解題關鍵
(1)摩擦力的分析判斷：由滑塊與木板的相對運動來判斷“板塊”間的摩擦力方向。
(2)挖掘“v物＝v板”臨界條件的拓展含義
摩擦力突變的臨界條件：當v物＝v板時，“板塊”間的摩擦力可能由滑動摩擦力轉變?yōu)殪o摩擦力或者兩者間不再有摩擦力(水平面上共同勻速運動)。
①滑塊恰好不滑離木板的條件：滑塊運動到木板的一端時，v物＝v板；
②木板最短的條件：當v物＝v板時滑塊恰好滑到木板的一端。
考向1 水平面上的無外力作用的板塊問題
1.（2024·甘肅一模）如圖所示，光滑水平面上靜置一質量為m的長木板B，木板上表面各處粗糙程度相同，一質量也為m的小物塊A（可視為質點）從左端以速度v沖上木板。當時，小物塊A歷時恰好運動到木板右端與木板共速，則（）
A．若，A、B相對運動時間為
B．若，A、B相對靜止時，A恰好停在木板B的中點
C．若，A經(jīng)歷到達木板右端
D．若，A從木板B右端離開時，木板速度等于v
2.如圖甲所示，長的木板靜止在某水平面上，時刻，可視為質點的小物塊以水平向右的某初速度從的左端向右滑上木板。、的圖像如圖乙所示。其中、分別是內、的圖像，是內、共同的圖像。已知、的質量均是，取，則以下判斷正確的是（）
A．、系統(tǒng)在相互作用的過程中動量不守恒
B．在內，摩擦力對的沖量是
C．、之間的動摩擦因數(shù)為
D．相對靜止的位置在木板的右端
3.如圖所示，長度分別為，的木板A、B放在粗糙水平地面上，A、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為。物塊C（可視為質點）以初速度從A的左端滑上A，且C在A上滑行時，A不動，C滑上B時B開始運動，C與A、B間的動摩擦因數(shù)均為，已知A、B、C的質量相同，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，。C在B上滑行時，求：
（1）B、C的加速度大小；
（2）C在B上滑動的時間。
考向2 水平面上的有外力作用的板塊問題
4.（2024·吉林·三模）某物流公司研發(fā)團隊，為了更好地提高包裹的分收效率，特對包裹和運輸裝置進行詳細的探究，其情景可以簡化為如圖甲所示，質量M = 2kg、長度L = 2m的長木板靜止在足夠長的水平面（可視為光滑）上，左端固定一豎直薄擋板，右端靜置一質量m = 1kg的包裹（可視為質點）?，F(xiàn)機器人對長木板施加一水平向右的作用力F，F(xiàn)隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，6s后將力F撤去。已知包裹與擋板發(fā)生彈性碰撞且碰撞時間極短，包裹與長木板間動摩擦因數(shù)μ = 0.1，重力加速度取g = 10m/s2。從施加作用力F開始計時，求：
（1）時，長木板的速度大??；
（2）與擋板碰撞后瞬間，包裹的速度大?。ńY果保留兩位有效數(shù)字）。
5．如圖所示，光滑水平面上放著長，質量為的薄木板，一個質量為的小物體放在木板的最右端，m和M之間的動摩擦因，開始均靜止，現(xiàn)對木板施加一水平向右的恒定拉力F，g取。求：
（1）為使小物體不從木板上掉下，F(xiàn)不能超過多少；
（2）如果拉力，小物體需多長時間就脫離木板。
6.（2024·福建福州·一模）如圖甲所示，一質量的木板A靜置在足夠大的光滑水平面上，時刻在木板上作用一水平向右的力F，力F在0~2s內隨時間均勻變大，之后保持不變，如圖乙所示。在時將質量的滑塊B輕放在木板A右端，最終滑塊B恰好沒有從木板A左端掉落。已知滑塊B與木板A間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小，求：
（1）0~2s內力F的沖量大小I及2s時刻木板A的速度大??；
（2）木板A的長度L。
考向3 斜面上的板塊模型
7.將一質量為的足夠長薄木板A置于足夠長的固定斜面上，質量為的滑塊B（可視為質點）置于A上表面的最下端，如圖（a）所示，斜面傾角?，F(xiàn)從時刻開始，將A和B同時由靜止釋放，同時對A施加沿斜面向下的恒力，運動過程中A、B發(fā)生相對滑動。圖（b）為滑塊B開始運動一小段時間內的圖像，其中v表示B的速率，x表示B相對斜面下滑的位移。已知A與斜面間的動摩擦因數(shù)，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度，，求：
（1）A、B間的動摩擦因數(shù)以及圖（b）中時A的加速度大小和方向；
（2）一段時間后撤去力F，從時刻開始直到B從A的下端滑出，A、B間因摩擦總共產(chǎn)生的熱量，求力F作用在A上的時間。
【題后反思】
處理“板塊”模型中動力學問題的流程
2．關注“一個轉折”和“兩個關聯(lián)”
一個轉折
滑塊與木板達到相同速度或者滑塊從木板上滑下是受力和運動狀態(tài)變化的轉折點
兩個關聯(lián)
指轉折前、后受力情況之間的關聯(lián)和滑塊、木板位移與板長之間的關聯(lián)。一般情況下，由于摩擦力或其他力的轉變，轉折前、后滑塊和木板的加速度都會發(fā)生變化，因此以轉折點為界，對轉折前、后進行受力分析是建立模型的關鍵
考點二傳送帶模型
知識點1 水平傳送帶的常見情形及運動分析
知識點2 傾斜傳送帶問題的常見情形及運動分析
考向1 水平傳送帶
1.傳送帶在生產(chǎn)生活中廣泛應用。如圖所示，一水平傳送帶長L＝10 m，以v＝5 m/s的速度運行。水平傳送帶的右端與一光滑斜面平滑連接，斜面傾角θ＝30°。一物塊由靜止輕放到傳送帶左端，物塊在傳送帶上先做勻加速運動，后做勻速直線運動，然后沖上光滑斜面。已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，重力加速度取g＝10 m/s2。求：
(1)物塊從傳送帶左端第一次到達傳送帶右端所用時間；
(2)物塊沿斜面上滑的最大位移的大??；
(3)從物塊輕放到傳送帶左端開始計時，通過計算說明t＝10 s時物塊所處的位置。
2.(多選)快遞分揀站利用傳送帶可以大幅提高分揀效率，其過程可以簡化為如圖所示的裝置，水平傳送帶長為L，以一定的速度v2＝8 m/s順時針勻速運動，工作人員以一定的初速度v1將快遞箱推放到傳送帶左端。若快遞箱被從左端由靜止釋放，到達右端過程中加速時間和勻速時間相等，快遞箱可視為質點，快遞箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，g取10 m/s2，則( )
A.傳送帶長L為24 m
B.若v1＝0，全程快遞箱在傳送帶上留下的痕跡長為4 m
C.若v1＝eq \f(1,2)v2，則全程快遞箱的路程與傳送帶的路程之比為12∶13
D.若v1＝0，將傳送帶速度增大為原來的2倍，則快遞箱先勻加速運動再勻速運動
3.(2024·貴州黔西高三聯(lián)考)如圖，水平傳送帶勻速順時針轉動，速度大小v1＝2 m/s，A、B兩輪間的距離為4 m，在右端一物塊以v2＝3 m/s的速度滑上傳送帶，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，取g＝10 m/s2，則下列說法正確的是( )
A.物塊能滑過B輪
B.物塊經(jīng)t＝2 s速度減為零
C.物塊返回到A輪時的速度大小仍是3 m/s
D.物塊在傳送帶上滑動時加速度的大小是 2 m/s2
【題后反思】
解題思維趨向
(1)水平傳送帶又分為兩種情況：物體的初速度與傳送帶速度同向(含物體初速度為0)或反向。
(2)在勻速運動的水平傳送帶上，只要物體和傳送帶不共速，物體就會在滑動摩擦力的作用下，朝著和傳送帶共速的方向變速，直到共速，滑動摩擦力消失，與傳送帶一起勻速運動，或由于傳送帶不是足夠長，在勻加速或勻減速過程中始終沒達到共速。
(3)計算物體與傳送帶間的相對路程要分兩種情況：
①若二者同向，則Δs＝|s傳－s物|；
②若二者反向，則Δs＝|s傳|＋|s物|。
考向2．傾斜傳送帶模型
1.機場地勤工作人員利用傳送帶從飛機上卸行李。如圖所示，以恒定速率v1＝0.6 m/s運行的傳送帶與水平面間的夾角α＝37°，轉軸間距L＝3.95 m。工作人員沿傳送方向以速度v2＝1.6 m/s從傳送帶頂端推下一件小包裹(可視為質點)。小包裹與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.8。取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。求：
(1)小包裹相對傳送帶滑動時加速度的大小a；
(2)小包裹通過傳送帶所需的時間t。
2.如圖所示，傳送帶與地面夾角θ＝37°，A、B間的距離L＝10.25 m，傳送帶以v0＝10 m/s的速率逆時針轉動。在傳送帶上端A處無初速度地放一個質量為m＝0.5 kg的黑色煤塊，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色痕跡。已知sin 37°＝0.6，g＝10 m/s2，求：
(1)煤塊從A到B的時間；
(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成痕跡的長度。
3.(多選)如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面的夾角θ＝30°，傳送帶以恒定速度v0＝3 m/s逆時針勻速轉動，小木塊以初速度v＝6 m/s從傳送帶底端滑上傳送帶，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝eq \f(\r(3),6)，重力加速度g取10 m/s2。下列說法正確的是( )
A.小木塊剛滑上傳送帶時的加速度大小為7.5 m/s2
B.小木塊在傳送帶上向上滑行的最遠距離為2.4 m
C.小木塊在傳送帶上下滑的加速度大小一直為2.5 m/s2
D.小木塊回到傳送帶底端時的速度大小為3 m/s
【題后反思】
物體沿傾角為θ的傳送帶運動時，可以分為兩類：物體由底端向上運動，或者由頂端向下運動。解決傾斜傳送帶問題時要特別注意mgsin θ與μmgcs θ的大小和方向的關系，進一步判斷物體所受合力與速度方向的關系，確定物體運動情況。
1．（2024·安徽·高考真題）傾角為的傳送帶以恒定速率順時針轉動。時在傳送帶底端無初速輕放一小物塊，如圖所示。時刻物塊運動到傳送帶中間某位置，速度達到。不計空氣阻力，則物塊從傳送帶底端運動到頂端的過程中，加速度a、速度v隨時間t變化的關系圖線可能正確的是（）
A．B．
C．D．
2．（多選）（2024·遼寧·高考真題）一足夠長木板置于水平地面上，二者間的動摩擦因數(shù)為μ。時，木板在水平恒力作用下，由靜止開始向右運動。某時刻，一小物塊以與木板等大、反向的速度從右端滑上木板。已知到的時間內，木板速度v隨時間t變化的圖像如圖所示，其中g為重力加速度大小。時刻，小物塊與木板的速度相同。下列說法正確的是（）
A．小物塊在時刻滑上木板B．小物塊和木板間動摩擦因數(shù)為2μ
C．小物塊與木板的質量比為3︰4D．之后小物塊和木板一起做勻速運動
3．（2024·全國·高考真題）如圖，一長度的均勻薄板初始時靜止在一光滑平臺上，薄板的右端與平臺的邊緣O對齊。薄板上的一小物塊從薄板的左端以某一初速度向右滑動，當薄板運動的距離時，物塊從薄板右端水平飛出；當物塊落到地面時，薄板中心恰好運動到O點。已知物塊與薄板的質量相等。它們之間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小。求
（1）物塊初速度大小及其在薄板上運動的時間；
（2）平臺距地面的高度。
4.（多選）（2023·全國·高考真題）如圖，一質量為M、長為l的木板靜止在光滑水平桌面上，另一質量為m的小物塊（可視為質點）從木板上的左端以速度v0開始運動。已知物塊與木板間的滑動摩擦力大小為f，當物塊從木板右端離開時（）

A．木板的動能一定等于flB．木板的動能一定小于fl
C．物塊的動能一定大于D．物塊的動能一定小于
5.（多選）（2021·全國·高考真題）水平地面上有一質量為的長木板，木板的左端上有一質量為的物塊，如圖（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時間t的變化關系如圖（b）所示，其中、分別為、時刻F的大小。木板的加速度隨時間t的變化關系如圖（c）所示。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，假設最大靜摩擦力均與相應的滑動摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（）
A．B．
C．D．在時間段物塊與木板加速度相等
6．（2023·海南·高考真題）如圖所示，有一固定的光滑圓弧軌道，半徑，一質量為的小滑塊B從軌道頂端滑下，在其沖上長木板C左端時，給木板一個與小滑塊相同的初速度，已知，B、C間動摩擦因數(shù)，C與地面間的動摩擦因數(shù)，C右端有一個擋板，C長為。
求：
（1）滑到的底端時對的壓力是多大？
（2）若未與右端擋板碰撞，當與地面保持相對靜止時，間因摩擦產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）在時，B與C右端擋板發(fā)生碰撞，且碰后粘在一起，求從滑上到最終停止所用的時間。

7.（2021·遼寧·高考真題）機場地勤工作人員利用傳送帶從飛機上卸行李。如圖所示，以恒定速率v1=0.6m/s運行的傳送帶與水平面間的夾角，轉軸間距L=3.95m。工作人員沿傳送方向以速度v2=1.6m/s從傳送帶頂端推下一件小包裹（可視為質點）。小包裹與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8.求：
（1）小包裹相對傳送帶滑動時加速度的大小a；
（2）小包裹通過傳送帶所需的時間t。
8．（2020·全國·高考真題）如圖，相距L=11.5m的兩平臺位于同一水平面內，二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻速運動，其速度的大小v可以由驅動系統(tǒng)根據(jù)需要設定。質量m=10 kg的載物箱（可視為質點），以初速度v0=5.0 m/s自左側平臺滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ= 0.10，重力加速度取g =10m/s2。
(1)若v=4.0 m/s，求載物箱通過傳送帶所需的時間；
(2)求載物箱到達右側平臺時所能達到的最大速度和最小速度；
(3)若v=6.0m/s，載物箱滑上傳送帶后，傳送帶速度突然變?yōu)榱恪Ｇ筝d物箱從左側平臺向右側平臺運動的過程中，傳送帶對它的沖量。
考情分析
2024·安徽·高考物理試題
2024·遼寧·高考物理試題
2024·全國·高考物理試題
2023·全國·高考物理試題
2023·海南·高考物理試題
復習目標
目標1.會分析物體在傳送帶上的受力情況及運動情況。
目標2.會計算相對位移及劃痕的長度。
目標3.注意物體與傳送帶之間摩擦力的突變。
目標4.理解什么是“滑塊—木板”模型。
目標5.會用動力學的觀點處理“滑塊—木板”模型問題。
情景
滑塊的運動情況
傳送帶不足夠長
傳送帶足夠長
一直加速
先加速后勻速
v0＜v時，一直加速
v0＜v時，先加速再勻速
v0＞v時，一直減速
v0＞v時，先減速再勻速
一直減速到右端
先減速到速度為0，后被傳送帶傳回左端。若v0＜v返回到左端時速度為v0，若v0＞v返回到左端時速度為v
情景
滑塊的運動情況
傳送帶不足夠長
傳送帶足夠長
一直加速(一定滿足關系μ>tan θ)
先加速后勻速(一定滿足關系μ>tan θ)
一直加速(加速度為gsin θ＋μgcs θ)
若μ≥tan θ，先加速后勻速
若μv，運動到原位置時速度大小為v

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