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2025高考物理一轮总复习第3章运动和力的关系专题强化4传送带模型和“滑块_木板”模型课件
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这是一份2025高考物理一轮总复习第3章运动和力的关系专题强化4传送带模型和“滑块_木板”模型课件，共34页。PPT课件主要包含了核心考点·重点突破，传送带模型，“滑块木板”模型等内容，欢迎下载使用。
(能力考点·深度研析)解答传送带问题，应做好两个分析1．传送带模型的受力分析(1)摩擦力方向的判断：同向“以快带慢”、反向“互相阻碍”。(2)共速时摩擦力可能突变：①滑动摩擦力突变为零；②滑动摩擦力突变为静摩擦力；③摩擦力方向突变。
2．传送带模型的运动分析(1)参考系的选择：①研究物体的速度、位移、加速度时均以地面为参考系；②研究物体的滑行痕迹等一般以传送带为参考系。(2)判断共速后物体能否与传送带保持相对静止。(3)判断物体在达到共速之前是否滑出传送带。
►考向1 水平传送带模型
[解析] (1)传送带的速度v＝4.0 m/s时，载物箱在传送带上先做匀减速运动，设其加速度大小为a，由牛顿第二定律有μmg＝ma①设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为s1，由运动学公式有
因此，载物箱在到达右侧平台前，速度先减小至v，然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1，做匀减速运动所用的时间为t1′，由运动学公式有v＝v0－at1′④
(2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时，到达右侧平台时的速度最小，设为v1；当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时，到达右侧平台时的速度最大，设为v2。由动能定理有
要注意三个状态的分析——初态、共速和末态
►考向2 倾斜传送带模型
如图所示，为一传送货物的传送带abc，传送带的ab部分与水平面夹角α＝37°，bc部分与水平面夹角β＝53°，ab部分长为4.7 m，bc部分长为7.5 m。一个质量m＝1 kg的物体A(可视为质点)与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8。传送带沿顺时针方向以速率v＝1 m/s匀速转动。若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c处，此过程中物体A不会脱离传送带。求物体A从a处被传送到c处所用的时间。(sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，g取10 m/s2)
[解析] 物体A在传送带ab上相对滑动时，由牛顿第二定律得μmgcs α－mgsin α＝ma1，解得a1＝0.4 m/s2，
由于mgsin β>μmgcs β，所以物体沿传送带bc部分匀加速运动到c点，物体A在传送带bc部分匀加速下滑，由牛顿第二定律得ma2＝mgsin β－μmgcs β解得加速度a2＝gsin β－μgcs β＝3.2 m/s2，设在bc部分运动的时间为t3，由匀变速运动位移公式代入数据解得t3＝1.875 s。物体A从a处被传送到c处所用的时间t＝t1＋t2＋t3＝7.825 s。[答案] 7.825 s
►考向3 传送带模型中的图像问题 (多选)(2024·海南联考)国家粮食储备仓库工人利用传送带从车上卸粮食。如图1所示，以某一恒定速率v0运行的传送带与水平面的夹角θ＝37°，转轴间距L＝3.5 m。工人沿传送方向以速度v1＝1.5 m/s从传送带顶端推下粮袋(视为质点)，4.5 s时粮袋运动到传送带底端，粮袋在传送带上运动的v－t图像如图2所示。已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，则( )
A．在t＝2.5 s时刻，粮袋所受摩擦力方向改变B．粮袋与传送带间的动摩擦因数为0.8C．传送带运行的速度大小为0.5 m/sD．在0～2.5 s内粮袋处于失重状态
(能力考点·深度研析)1．模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动。
2．板块模型的两种类型
3.分析板块模型的关键点
►考向1 水平面上的板块问题 如图所示，在光滑的水平面上有一足够长且质量为M＝4 kg的长木板，在长木板右端有一质量为m＝1 kg的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.2，长木板与小物块均静止，现用F＝14 N的水平恒力向右拉长木板，经时间t＝1 s撤去水平恒力F，g取10 m/s2，则：(1)在F的作用下，长木板的加速度为多大？(2)刚撤去F时，小物块离长木板右端多远？(3)最终长木板与小物块一起以多大的速度匀速运动？(4)最终小物块离长木板右端多远？
最终速度v′＝vm＋amt′＝v－a′t′解得共同速度v′＝2.8 m/s。(4)在t′内，小物块和长木板的相对位移解得Δx2＝0.2 m最终小物块离长木板右端x＝Δx1＋Δx2＝0.7 m。[答案] (1)3 m/s2 (2)0.5 m (3)2.8 m/s (4)0.7 m
解决板块模型问题的思维模板
►考向2 倾斜面的板块模型 (2024·四川资阳月考)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23 m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4 m时，车头距制动坡床顶端38 m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cs θ＝1，sin θ＝0.1，g＝10 m/s2。求：
(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；(2)制动坡床的长度。[解析] (1)设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数μ＝0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则f＋mgsin θ＝ma1①f＝μmgcs θ②联立①②并代入数据得a1＝5 m/s2③a1的方向沿制动坡床向下。
s＝s1－s2⑧l＝l0＋s0＋s2⑨联立①～⑨并代入数据得l＝98 m。[答案] (1)5 m/s2 方向沿制动坡床向下(2)98 m
►考向3 板块模型中的图像问题
(能力考点·深度研析)解答传送带问题，应做好两个分析1．传送带模型的受力分析(1)摩擦力方向的判断：同向“以快带慢”、反向“互相阻碍”。(2)共速时摩擦力可能突变：①滑动摩擦力突变为零；②滑动摩擦力突变为静摩擦力；③摩擦力方向突变。
2．传送带模型的运动分析(1)参考系的选择：①研究物体的速度、位移、加速度时均以地面为参考系；②研究物体的滑行痕迹等一般以传送带为参考系。(2)判断共速后物体能否与传送带保持相对静止。(3)判断物体在达到共速之前是否滑出传送带。
►考向1 水平传送带模型
[解析] (1)传送带的速度v＝4.0 m/s时，载物箱在传送带上先做匀减速运动，设其加速度大小为a，由牛顿第二定律有μmg＝ma①设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为s1，由运动学公式有
因此，载物箱在到达右侧平台前，速度先减小至v，然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1，做匀减速运动所用的时间为t1′，由运动学公式有v＝v0－at1′④
(2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时，到达右侧平台时的速度最小，设为v1；当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时，到达右侧平台时的速度最大，设为v2。由动能定理有
要注意三个状态的分析——初态、共速和末态
►考向2 倾斜传送带模型
如图所示，为一传送货物的传送带abc，传送带的ab部分与水平面夹角α＝37°，bc部分与水平面夹角β＝53°，ab部分长为4.7 m，bc部分长为7.5 m。一个质量m＝1 kg的物体A(可视为质点)与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8。传送带沿顺时针方向以速率v＝1 m/s匀速转动。若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c处，此过程中物体A不会脱离传送带。求物体A从a处被传送到c处所用的时间。(sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，g取10 m/s2)
[解析] 物体A在传送带ab上相对滑动时，由牛顿第二定律得μmgcs α－mgsin α＝ma1，解得a1＝0.4 m/s2，
由于mgsin β>μmgcs β，所以物体沿传送带bc部分匀加速运动到c点，物体A在传送带bc部分匀加速下滑，由牛顿第二定律得ma2＝mgsin β－μmgcs β解得加速度a2＝gsin β－μgcs β＝3.2 m/s2，设在bc部分运动的时间为t3，由匀变速运动位移公式代入数据解得t3＝1.875 s。物体A从a处被传送到c处所用的时间t＝t1＋t2＋t3＝7.825 s。[答案] 7.825 s
►考向3 传送带模型中的图像问题 (多选)(2024·海南联考)国家粮食储备仓库工人利用传送带从车上卸粮食。如图1所示，以某一恒定速率v0运行的传送带与水平面的夹角θ＝37°，转轴间距L＝3.5 m。工人沿传送方向以速度v1＝1.5 m/s从传送带顶端推下粮袋(视为质点)，4.5 s时粮袋运动到传送带底端，粮袋在传送带上运动的v－t图像如图2所示。已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，则( )
A．在t＝2.5 s时刻，粮袋所受摩擦力方向改变B．粮袋与传送带间的动摩擦因数为0.8C．传送带运行的速度大小为0.5 m/sD．在0～2.5 s内粮袋处于失重状态
(能力考点·深度研析)1．模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动。
2．板块模型的两种类型
3.分析板块模型的关键点
►考向1 水平面上的板块问题 如图所示，在光滑的水平面上有一足够长且质量为M＝4 kg的长木板，在长木板右端有一质量为m＝1 kg的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.2，长木板与小物块均静止，现用F＝14 N的水平恒力向右拉长木板，经时间t＝1 s撤去水平恒力F，g取10 m/s2，则：(1)在F的作用下，长木板的加速度为多大？(2)刚撤去F时，小物块离长木板右端多远？(3)最终长木板与小物块一起以多大的速度匀速运动？(4)最终小物块离长木板右端多远？
最终速度v′＝vm＋amt′＝v－a′t′解得共同速度v′＝2.8 m/s。(4)在t′内，小物块和长木板的相对位移解得Δx2＝0.2 m最终小物块离长木板右端x＝Δx1＋Δx2＝0.7 m。[答案] (1)3 m/s2 (2)0.5 m (3)2.8 m/s (4)0.7 m
解决板块模型问题的思维模板
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(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；(2)制动坡床的长度。[解析] (1)设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数μ＝0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则f＋mgsin θ＝ma1①f＝μmgcs θ②联立①②并代入数据得a1＝5 m/s2③a1的方向沿制动坡床向下。
s＝s1－s2⑧l＝l0＋s0＋s2⑨联立①～⑨并代入数据得l＝98 m。[答案] (1)5 m/s2 方向沿制动坡床向下(2)98 m
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