第三章 素养提升(三) 动力学中两种典型物理模型（Word教参）-2022高考物理一轮复习【优化指导】高中总复习·第1轮（全国通用）

素养提升(三)　动力学中两种典型物理模型 考点一　“传送带”模型 1．两类问题：传送带问题包括水平传送带和倾斜传送带两类问题． 2．解题关键：关键在于对传送带上的物块所受的摩擦力进行正确的分析判断． (1)若物块速度与传送带的速度方向相同，且v物<v带，则传送带对物块的摩擦力为动力，物块做加速运动． (2)若物块速度与传送带的速度方向相同，且v物>v带，则传送带对物块的摩擦力为阻力，物块做减速运动． (3)若物块速度与传送带的速度方向相反，传送带对物块的摩擦力为阻力，物块减速；当物块速度减为零后，传送带对物块的摩擦力为动力，物块做反向加速运动． (4)若v物＝v带，看物块有没有加速或减速的趋势，若物块有加速的趋势，则传送带对物块的摩擦力为阻力；若物块有减速的趋势，则传送带对物块的摩擦力为动力． 3．物块在传送带上运动的六类常见情形 (1)v0＝v时，一直匀速 (2)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速 (3)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速 (1)传送带较短时，一直减速 (2)传送带较长时，先减速后返回 ①v0≤v时，返回速度为v0 ②v0>v时，返回速度为v (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 (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 (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 (4)可能一直匀速 (5)可能先减速后匀速 (6)可能一直减速 (1)可能一直加速 (2)可能一直匀速 (3)可能一直减速 (4)可能先减速后返回 ①v0≤v时，返回速度为v0 ②v0>v时，返回速度为v (一)水平传送带模型 (多选)(2021·陕西榆林模拟)如图所示，绷紧的水平传送带足够长，且以v1＝2 m/s的恒定速率运行．初速度大小v2＝3 m/s的小墨块从与传送带等高的光滑水平地面(图中未画出)上的A处滑上传送带，墨块可视为质点．若从墨块滑上传送带开始计时，墨块在传送带上运动5 s后与传送带的速度相同，则(　　) A．墨块与传送带速度相同之前，受到传送带的摩擦力方向水平向右 B．墨块在传送带上滑行的加速度大小a＝0.2 m/s2 C．墨块在传送带上留下的痕迹长度为4.5 m D．墨块在传送带上留下的痕迹长度为12.5 m [思路点拨]　从墨块的受力情况和运动情况分析可知，墨块与传送带共速后，随传送带一起向右做匀速直线运动；墨块在传送带上运动的相对路程为痕迹长度． AD　　[解法一　运动学方法 墨块与传送带速度相同之前，相对传送带向左运动，受到传送带的摩擦力方向水平向右，选项A正确；墨块在摩擦力的作用下匀变速滑行，t＝5 s后与传送带速度相同，则墨块加速度大小a＝t2，解得该过程用时t2＝2 s，墨块的路程x1′＝2 m，t2时间内传送带的路程x2′＝v1t2＝4 m，则墨块在传送带上留下的痕迹长度x＝x1＋x2＋x2′－x1′＝12.5 m，选项D正确，C错误．t1，解得该过程用时t1＝3 s，墨块的路程x1＝4.5 m，t1时间内传送带的路程x2＝v1t1＝6 m，墨块向右匀加速运动过程，对墨块有v1＝at2，x1′＝＝1 m/s2，选项B错误；墨块向左匀减速运动过程，对墨块有0＝v2－at1，x1＝ 解法二　图象法 墨块与传送带速度相同之前，相对传送带向左运动，受到传送带的摩擦力方向水平向右，选项A正确；以水平向右为正方向，画出墨块、传送带的速度—时间图象，如图所示，由v­t图象斜率表示加速度知，墨块在传送带上滑行的加速度大小a＝×(2＋3)×5 m＝12.5 m，选项D正确，C错误．] m/s2＝1 m/s2，选项B错误；由v­t图象与坐标轴围成的面积的绝对值表示位移的大小知，墨块在传送带上留下的痕迹长度为 分析传送带问题的要点是确定物体与传送带间的摩擦力，关键点是两个时刻：初始时刻和物体与传送带速度相等的时刻．初始时刻物体相对于传送带的速度方向决定了该时刻摩擦力的方向，物体与传送带速度相等的时刻摩擦力的大小(或有无)、性质(滑动摩擦力或静摩擦力)或方向可能会发生改变．正确判断这两个时刻的摩擦力，才能正确判定物体的运动情况． [拓展变式] 若将[例1]中的v1、v2的值改为v1＝3 m/s，v2＝2 m/s，求墨块在传送带上留下的痕迹长度． 解析　以水平向右为正方向，画出墨块、传送带的速度—时间图象，如图所示，由v­t图象与坐标轴围成的面积的绝对值表示位移的大小知，墨块在传送带上留下的痕迹长度为×(3＋2)×5 m＝12.5 m． 答案　12.5 m (二)倾斜传送带 (多选)(2021·福建泉州模拟)如图，一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动．一小滑块以某初速度沿传送带向下运动，滑块与传送带间的动摩擦