第一部分 专题一 微专题1 应用动力学观点解决传送带和板块模型-【创新教程】2024高考物理总复习大二轮专题增分方案教师用书word（新教材）

[模型一]　“传送带”模型 对应学生用书　P14 “传送带”模型和“板－块”模型是近几年高考命题的热点，两类模型常涉及牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、动量、能量等主干知识，具有条件隐蔽、过程复杂等特点，既能训练学生的科学思维，又能联系科学，生产和生活实际，是很好的能力考查类题目的命题背景． 1．模型特点 传送带问题的实质是相对运动问题，这样的相对运动将直接影响摩擦力的方向． 2．解题关键 (1)理清物体与传送带间的相对运动方向及摩擦力方向是解决传送带问题的关键． (2)传送带问题还常常涉及临界问题，即物体与传送带达到相同速度，这时会出现摩擦力改变的临界状态，对这一临界状态进行分析往往是解题的突破口． [例1]　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，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，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取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． [解题指导] 传送带顺时针转动时，物体所受摩擦力沿传送带向上．传送带逆时针转动时，物体所受摩擦力先沿传送带向下，等物体与传送带同速后，摩擦力变为沿传送带向上． [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传送带向上，又μ＜tan 37°，故物体相对传送带向下匀加速运动，根据牛顿第二定律有 mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma， 则a＝g sin 37°－μgcos 37°＝2 m/s2， 又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 11 学科网（北京）股份有限公司 mg sin 37°＋μmg cos 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＜l＝16 m， 因为mgsin 37°＞μmgcos 37°，所以当物体运动速度等于传送带速度后，物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力，即摩擦力发生突变．设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a2， 则a2＝＝2 m/s2， x2＝l－x1＝11 m， 又因为x2＝vt2＋a2t，则有10t2＋t＝11， 解得：t2＝1 s，(t2＝－11 s舍去) 所以t总＝t1＋t2＝2 s. [答案]　(1)4 s　(2)2 s 1．(2023·河北省高三学业考试)如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°.一物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的v ­t图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，则(　　) A．0～1 s内物块受到的摩擦力大小大于1～2 s内的摩擦力大小 B．摩擦力方向一直与物块运动的方向相反 C．物块与传送带间的动摩擦因数为0.5 D．传送带底端到顶端的距离为10 m 解析：D　[由题图乙可知在0～1 s内物块的速度大于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿传送带向下，与物块运动的方向相反；1～2 s内，物块的速度小于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿传送带向上，与物块运动的方向相同，由于物块对传送带的压力相等，根据Ff＝μFN，可知两段时间内摩擦力大小相等，A、B错误；在0～1 11 学科网（北京）股份有限公司 s内物块的加速度大小为a＝||＝ m/s2＝8 m/s2，根据牛顿第二定律有mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma，解得μ＝0.25，C错误；物块运动的位移大小等于v­t图线与时间轴所围图形的“面积”大小，x＝×1 m＋ m＝10 m，所以传送带底端到顶端的距离为10 m，D正确．] 2．(多选)(2023·湖北高三阶段练习)如图，与水平面的夹角为30°的倾斜传送带以恒定速度v＝5.5 m/s顺时针转动，上端与一倾角也为30°的足够长的斜面对接，物块从传送带底端以速度v0＝3 m/s沿传送带向上滑上传送带．物块与斜面和传送带间的动摩擦因数相同．从物块刚滑上传送带开始计时，下列关于物块在传送带和斜面上滑动的速度v随时间t变化的关系图像可能正确的是(　　) 解析：ABC　[物块的初速度v0＝3 m/s＜v＝5.5 m/s，则所受滑动摩擦力向上，若mgsin θ＝μmgcos θ，则物体在传送带上一