专题3.3 动力学典型模型的分析【讲】-2022年高考物理一轮复习讲练测

专题3.3 动力学典型模型的分析—【讲】 目录 一．讲考纲、讲方向 1 二. 讲考点、讲题型 1 考点一、传送带模型 1 考点二、 “滑块——木板”模型 5 考点三、等时圆模型 8 一．讲考纲、讲方向 考点内容 考题统计 考查方向 备考方案 牛顿运动定律的理解与应用 2020卷Ⅲ，T25，20分 2019卷Ⅲ，T20，6分 2018卷Ⅱ，T24，12分 考查牛顿第二定律、受力分析等相关知识点。 借助“板-块”“传送带”等物理模型考查学生的分析综合能力 物理观念 理解和掌握牛顿运动定律 科学思维 运用牛顿运动定律分析、解决问题 科学探究 能构建“板-块”，“传送带”“斜面”等物理模型 动力学中典型模型分析 二. 讲考点、讲题型 考点一、传送带模型 （一）水平传送带模型 项目 图示 滑块可能的运动情况 情景1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景2 (1)v0＞v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速 (2)v0＜v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速 情景3 (1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端 (2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。其中v0＞v返回时速度为v，当v0＜v返回时速度为v0。 (二)倾斜传送带模型 滑块在倾斜传送带上运动常见的4个情景 项目 图示 滑块可能的运动情况 情景1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景2 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 (3)可能先以a1加速后以a2加速 情景3 (1)可能一直加速 (2)可能先减速后反向加速 (3)可能一直匀速 (4)可能一直减速 情景4 (1)可能一直加速 (2)可能一直匀速 (3)可能先加速后匀速 (4)可能先减速后匀速 (5)可能先以a1加速后以a2加速 3.求解传送带问题的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析与判断. 4.临界状态：当v物＝v带时，摩擦力发生突变，物体的加速度发生突变. 【典例1】 (水平传送带) (2020·陕西高三月考) (多选)应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型.传送带始终保持v＝0.4 m/s的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，A、B间的距离为2 m，g取10 m/s2.旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在A处，则下列说法正确的是(　　) A.开始时行李的加速度大小为2 m/s2 B.行李经过2 s到达B处 C.行李到达B处时速度大小为0.4 m/s D.行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08 m 【答案】AC 【解析】开始时，对行李，根据牛顿第二定律μmg＝ma 解得a＝2 m/s2，故A正确；设行李做匀加速运动的时间为t1，行李匀加速运动的末速度为v＝0.4 m/s，根据v＝at1，代入数据解得t1＝0.2 s， 匀加速运动的位移大小x＝at12＝×2×0.22 m＝0.04 m， 匀速运动的时间为t2＝＝ s＝4.9 s， 可得行李从A到B的时间为t＝t1＋t2＝5.1 s，故B错误；由上分析可知行李在到达B处前已经共速，所以行李到达B处时速度大小为0.4 m/s，故C正确；行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为Δx＝vt1－x＝(0.4×0.2－0.04) m＝0.04 m，故D错误. 【典例2】(倾斜传送带) 1. (2021·武汉一模)如图所示，倾角为37°，长为l＝16 m的传送带，转动速度为v＝10 m/s，动摩擦因数μ＝0.5，在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m＝0.5 kg的物体，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2。求： (1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间； (2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间。 【答案】(1)4 s　(2)2 s 【解析】(1)传送带顺时针转动时，物体相对传送带向下运动，则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，相对传送带向下匀加速运动，根据牛顿第二定律有 mg(sin 37°－μcos 37°)＝ma 则a＝gsin 37°－μgcos 37°＝2 m/s2， 根据l＝at2得t＝4 s。 (2)传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下，设物体的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得 mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma1 则有a1＝＝10 m/s2 设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t1，位移为x1，则有 t1＝＝ s＝1 s，x1＝a1t＝5 m