专题09 动力学三大经典模型-2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练

2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 专题09 动力学三大经典模型 【专题导航】 目录 热点题型一　千变万化之“斜面模型” 1 类型一 斜面中的“平衡类模型” 1 类型二 斜面中的“动力学模型” 3 类型三 斜面中的“连接体模型” 5 类型四 斜面模型的衍生拓展模型---等时圆 6 热点题型二　“传送带”模型 7 类型一 水平传送带 8 类型二 倾斜传送带 10 热点题型三 “滑块—滑板”模型 14 【题型归纳】 热点题型一　千变万化之“斜面模型” 【题型要点】斜面模型是中学物理中常见的模型之一。斜面模型的基本问题有物体在斜面上的平衡、运动及受力问题。通过斜面模型，借助斜面的几何特点，尤其是斜面的角度关系，可以对共点力的平衡、牛顿运动定律、匀变速运动规律以及功能关系等知识，整体法与隔离法、极值法、极限法等物理方法进行考查。考生在处理此类问题时，要特别注意受力分析、正交分解法以及牛顿第二定律的运用。 类型一 斜面中的“平衡类模型” 【例1】（2020·杨浦模拟）物体m恰能沿静止的斜面匀速下滑．现用一个竖直向下的力F作用在m上，并且过m的重心，如右图所示，则下列分析错误的是（   ） A. 斜面对物体的支持力增大                                    B. 物体仍能保持匀速下滑 C. 物体将沿斜面加速下滑                                       D. 斜面对物体的摩擦力增大 【题后总结】对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度，进而分析物体的运动情况。 【变式1】(多选)如图所示，质量为m的物体A放在质量为M、倾角为θ的斜面B上，斜面B置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体A，使其沿斜面向下匀速运动，斜面B始终静止不动，重力加速度为g，则下列说法中正确的是(　　) A．斜面B相对地面有向右运动的趋势 B．地面对斜面B的静摩擦力大小为Fcos θ C．地面对斜面B的支持力大小为(M＋m)g＋Fsin θ D．斜面B与物体A间的动摩擦因数为tan θ 类型二 斜面中的“动力学模型” 【例2】（2020·烟台模拟）如图所示，小物块放在足够长的木板AB上，以大小为v0的初速度从木板的A端向B端运动，若木板与水平面之间的夹角不同，物块沿木板向上运动的最大距离也不同。已知物块与木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g： （1）若物块沿木板运动到最高点后又返回到木板的A端，且沿木板向下运动的时间是向上运动时间的2倍，求木板与水平面之间的夹角的正切值； （2）求物块沿木板向上运动的最大距离最小值。 【变式2】(多选) (2020·日照一模)如图所示，斜面A固定于水平地面上，在t＝0时刻，滑块B以初速度v0自斜面底端冲上斜面，t＝t0时刻到达最高点。取沿斜面向上为正方向，下列表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图象中，可能正确的是(　　) 类型三 斜面中的“连接体模型” 【例3】(多选)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于粗糙水平面上，物块B置于斜面上，已知B、C间的动摩擦因数为μ＝tan θ，B通过细绳跨过光滑的定滑轮与物块A连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B的质量分别为m、M。现给B一初速度，使B沿斜面下滑，C始终处于静止状态，重力加速度为g，则在B下滑的过程中，下列说法正确的是(　　) A．不论A、B的质量大小关系如何，B一定减速下滑 B．A运动的加速度大小为a＝ C．水平面对C一定有摩擦力，摩擦力的方向可能水平向左 D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等 【变式3】(多选)如图甲所示，水平地面上有一质量为M＝0.8 kg、倾角为θ＝37°的斜面体A，斜面上放一质量为m＝0.3 kg的物块B，给斜面体施加一水平恒力F，使二者一起向右加速，已知各接触面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则力F的大小可能是(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　) 图甲 A．5 N B．10 N C．20 N D．30 N 类型四 斜面模型的衍生拓展模型---等时圆 【题型要点】1．两种模型(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1所示．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＝gsin α，位移为x＝dsin α，所以运动时间为t0＝＝＝. 即沿同一起点或终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． 【例4】(2020·安徽芜湖市期末)如图所示，PQ为圆的竖直直径，AQ、BQ、CQ为三个