1、高考物理一轮复习第三单元牛顿运动定律专题三动力学中的传送带板块模型学案新人教版专题三动力学中的“传送带、板块”模型考纲考情核心素养牛顿运动定律的应用传送带模型、板块模型.物理观念全国卷5年3考高考指数应用动力学观点分析传送带模型及板块模型.科学思维突破1传送带模型题型1水平传送带模型 模型概述求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断,物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻常见情形情形一(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情形二(1)v0v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速(2)v0v时,返回速度为v,v0v时,返回速度为v0常见情形情形四(1)若ga0
2、,物块和传送带一起以加速度a0加速运动,物块受到沿传送带前进方向的静摩擦力fma0(2)若ga0,物块将跟不上传送带的运动,即物块相对于传送带向后滑动,但物块相对地面仍然是向前加速运动的,此时物块受到沿传送带前进方向的滑动摩擦力fmg,产生的加速度ag 如图所示,水平传送带两端相距x8 m,工件与传送带间的动摩擦因数0.6,工件滑上A端时速度vA10 m/s,设工件到达B端时的速度为vB,重力加速度g取10 m/s2.(1)若传送带静止不动,求vB；(2)若传送带顺时针转动,工件还能到达B端吗？若不能,说明理由；若能,求到达B端时的速度vB；(3)若传送带v13 m/s的速度逆时针匀速转动,求
3、vB及工件由A到B所用的时间【解析】(1)设工件质量为m,在传送带上运动时加速度为a,根据牛顿第二定律有mgma,解得a6 m/s2又vv2ax,代入数据解得vB2 m/s.(2)能当传送带顺时针转动时,工件受力不变,其加速度不发生变化,仍然始终减速,故工件到达B端时的速度vB2 m/s.(3)工件速度达到v13 m/s所用的时间为t10.5 s运动的位移为x1vAt1at5.75 mFfm,则发生相对滑动板块共速运动整体法将滑块和木板看成一个整体,对整体进行受力分析和运动过程分析3(多选)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上A、B间的动摩擦因数为,B与地面间的动摩
4、擦因数为.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则(BCD)A当F3mg时,A相对B滑动D无论F为何值,B的加速度不会超过g解析:A、B间的最大静摩擦力为2mg,B和地面之间的最大静摩擦力为mg,对A、B整体,只要Fmg,整体就会相对地面运动,选项A错误；当A对B的摩擦力为最大静摩擦力时,A、B将要发生相对滑动,故A、B一起运动的加速度的最大值满足2mgmgmamax,B运动的最大加速度amaxg,选项D正确；对A、B整体,有Fmg3mamax,得F3mg,则F3mg时两者会发生相对滑动,选项C正确；当Fmg时,两者相对静止,一起滑动,加速度满足Fmg3ma,解
5、得ag,选项B正确4.如图所示,在倾角为30的足够长的固定的光滑斜面上,有一质量为M3 kg的长木板正以v010 m/s的初速度沿斜面向下运动,现将一质量m1 kg的小物块(大小可忽略)轻放在长木板正中央,已知物块与长木板间的动摩擦因数,设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)放上小物块后,木板和小物块的加速度大小；(2)要使小物块不滑离长木板,长木板至少要有多长解析:本题考查倾斜面上的板块问题(1)小物块在长木板上滑动时受到的沿木板的滑动摩擦力大小为fmgcos7.5 N,由牛顿第二定律,对小物块有fmgsinma1,代入数据得a112.5 m/s2,对长木板,由牛顿第二定律有MgsinfMa2,代入数据得a22.5 m/s2.(2)设当小物块与长木板共速时速度为v1,有v1a1t1v0a2t1,解得t11 s,v112.5 m/s,共速后,小物块与长木板一起加速,相对位移为st1t15 m,故长木板长度至少为L10 m.答案:(1)2.5 m/s212.5 m/s2(2)10 m
