第4讲 动力学中三种典型物理模型（讲）（解析版）2022年高考一轮复习讲练测（新高考·江苏)

这是一份第4讲 动力学中三种典型物理模型（讲）（解析版）2022年高考一轮复习讲练测（新高考·江苏)，共21页。试卷主要包含了倾斜传送带模型，模型动力学分析， 计算滑块和木板的相对位移；等内容，欢迎下载使用。
趋势分析：物理规律联系生活实际，以实际生活或者科技前沿作为背景材料，进行抽象建模运用牛顿运动定律解决问题。
物理观念：匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、相对运动的有关知识。
科学思维：培养同学们的审题能力、建模能力、分析推理能力和规范表达等物理学科素养，针对性的专题强化，通过题型特点和解题方法的分析，能帮助同学们迅速提高解题能力。
科学态度与责任：通过牛顿运动定律的学习，深刻认识物理学是对自然现象的描述与理解，激发学生学习物理的兴趣，形成正确的世界观、人生观和价值观。
斜面模型
（一）物体在斜面上自由运动的性质
1.斜面模型是高中物理中最常见的模型之一，斜面问题千变万化，斜面既可能光滑，也可能粗糙；既可能固定，也可能运动，运动又分匀速和变速；斜面上的物体既可以左右相连，也可以上下叠加。物体之间可以细绳相连，也可以弹簧相连。求解斜面问题，能否做好斜面上物体的受力分析，尤其是斜面对物体的作用力（弹力和摩擦力）是解决问题的关键。
θ
mg
f
FN
y
x
对沿粗糙斜面自由下滑的物体做受力分析，物体受重力mg、支持力FN、动摩擦力f，由于支持力，则动摩擦力，而重力平行斜面向下的分力为，所以当时，物体沿斜面匀速下滑，由此得，亦即。
所以物体在斜面上自由运动的性质只取决于摩擦系数和斜面倾角的关系。
当时，物体沿斜面加速速下滑，加速度；
当时，物体沿斜面匀速下滑，或恰好静止；
当时，物体若无初速度将静止于斜面上；
（二）“光滑斜面”模型常用结论
如图所示，质量为m的物体从倾角为θ、高度为h的光滑斜面顶端由静止下滑，则有如下规律：
(1)物体从斜面顶端滑到底端所用的时间t，由斜面的倾角θ与斜面的高度h共同决定，与物体的质量无关。
关系式为t＝eq \f(1,sin θ) eq \r(\f(2h,g))。
(2)物体滑到斜面底端时的速度大小只由斜面的高度h决定，与斜面的倾角θ、斜面的长度、物体的质量无关。
关系式为v＝eq \r(2gh)。
（三）“等时圆”模型及其等时性的证明
1．三种模型(如图)
2．等时性的证明
设某一条光滑弦与水平方向的夹角为α，圆的直径为d(如图)。根据物体沿光滑弦做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a＝gsinα，位移为x＝dsinα，所以运动时间为t0＝eq \r(\f(2x,a))＝eq \r(\f(2dsin α,gsin α))＝eq \r(\f(2d,g))。
即沿同一起点(圆的最高点)或终点(圆的最低点)的各条光滑弦运动具有等时性，运动时间与弦的倾角、长短无关。
传送带模型
1.水平传送带模型
2.倾斜传送带模型
3.模型动力学分析
（1）.传送带模型问题的分析流程
（2）.判断方法
①水平传送带
【情景1】 若eq \f(v2,2μg)≤l，物、带能共速；
【情景2】 若eq \f(|v2－veq \\al(2,0)|,2μg)≤l，物、带能共速；
【情景3】 若eq \f(veq \\al(2,0),2μg)≤l，物块能返回．
②倾斜传送带
【情景1】 若eq \f(v2,2a)≤l，物、带能共速；
【情景2】 若eq \f(v2,2a)≤l，物、带能共速；
若μ≥tan θ，物、带共速后匀速；
若μ(μ1＋μ2)(m1＋m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动
【答案】BD
【解析】
对m1，根据牛顿运动定律有：F-μ1m1g=m1a，对m2，由于保持静止有：μ1m1g-Ff=0，Ff＜μ2（m1+m2）g，所以动摩擦因数的大小从中无法比较．故A错误、B正确．改变F的大小，只要木块在木板上滑动，则木块对木板的滑动摩擦力不变，则长木板仍然保持静止．故C错误．若将F作用于长木板，当木块与木板恰好开始相对滑动时，对木块，μ1m1g=m1a，解得a=μ1g，对整体分析，有F-μ2（m1+m2）g=（m1+m2）a，解得F=（μ1+μ2）（m1+m2）g，所以当F＞（μ1+μ2）（m1+m2）g时，长木板与木块将开始相对滑动．故D正确．故选BD．
考法3 木板或滑块有初速度v0
【例8】（2020·江苏高三月考）如图所示，一足够长的木板静止在粗糙的水平面上，t＝0时刻滑块从板的左端以速度v0水平向右滑行，木板与滑块间存在摩擦，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。滑块的v­t图象可能是（ ）
A．B．C．D．
【答案】AC
【解析】
CD．滑块滑上木板，受到木板对滑块向左的滑动摩擦力，做匀减速运动，若木块对木板的摩擦力大于地面对木板的摩擦力，则木板做匀加速直线运动，当两者速度相等时，一起做匀减速运动。设木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，木块的质量为m，木板的质量为M，知木板若滑动，则
μ1mg>μ2（M＋m）g
最后一起做匀减速运动，加速度
a′＝μ2g
开始时木块做匀减速运动的加速度大小为
a＝μ1g>μ2g
知图线的斜率变小，故C正确，D错误。
A．若
μ1mg