专题15 连接体问题、板块模型和传送带问题（压轴难题）（讲义）--【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）

专题15　连接体、传送带和板块模型（压轴难题） 01专题网络·思维脑图 1 02考情分析·解密高考 1 03高频考点·以考定法 1 1 一、连接体问题 2 二、传送带问题 2 三、板块模型 3 4 6 考向1：连接体模型的综合应用 6 考向2：传送带问题的综合应用 7 考向3：板块问题的综合应用 9 04核心素养·难点突破 10 05创新好题·轻松练 16 考点内容 要求 学习目标 连接体问题 II 1. 掌握连接体模型在力学中的综合应用 2. 掌握板块模型在力学问题中的综合应用 3. 掌握传送带问题在力学中的综合应用； 板块问题 II 传送体问题 II 一、连接体问题 1．常见连接体 三种情况中弹簧弹力、绳的张力相同(接触面光滑，或A、B与接触面间的动摩擦因数相等) 常用隔离法 常会出现临界条件 2. 连接体的运动特点 （1）叠放连接体——常出现临界条件，加速度可能不相等、速度可能不相等。 （2）轻绳连接体——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度和加速度总是大小相等。 （3）轻弹簧连接体——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变量最大时，两端连接体的速率相等。 3. 解题思路与方法 （1）若求解整体的加速度，可用整体法。将整个系统看作一个研究对象，分析整体受外力情况，再由牛顿第二定律求出加速度。 （2）若求解系统内力，可先用整体法求出整体的加速度，再以所求力的受力物体或反作用力的受力物体为研究对象，分析受力，用牛顿运动定律求解。 （3）加速度不同的连接体问题的处理方法 若系统内各个物体的加速度不同，一般应采用隔离法。将各个物体分别作为研究对象，对每个研究对象进行受力和运动情况分析，分别应用牛顿第二定律建立方程，并注意各个物体间的相互作用关系，联立求解。 二、传送带问题 1．处理传送带问题的两个关键 （1）关注两个时刻 ①初始时刻：物体相对于传送带的速度或滑动方向决定了该时刻的摩擦力方向。 ②物体与传送带速度相等的时刻：摩擦力的大小、方向和性质(滑动摩擦力或静摩擦力)可能会发生突变。 （2）物体在倾斜传送带上运动时，物体与传送带速度相同后需要比较tan θ与μ的大小关系：μ≥tan θ，速度相同后一起运动，相对静止；μ<tan θ，速度相同后，物体的加速度沿传送带向下，根据v与a的方向关系即可判定运动情况。 2．传送带问题的常见运动过程总结 （1）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 ①v0>v，可能一直减速，也可能先减速再匀速； ②v0＝v，一直匀速； ③v0<v，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，滑块一直减速到达左端； ②传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端，其中若v0>v，返回时速度为v，若v0<v，返回时速度为v0 （2）倾斜传送带模型 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； ③可能无法沿传送带向上移动 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 三、板块模型 分析“板—块”模型的四点注意 （1）从速度、位移、时间考向，寻找滑块与滑板之间的联系。 （2）滑块与滑板共速是摩擦力发生突变的临界条件。 （3）滑块与滑板存在相对滑动的条件 ①运动学条件：若两物体速度不相等，则会发生相对滑动。 ②力学条件：一般情况下，假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出一起运动的加速度，再用隔离法算出滑块“所需要”的摩擦力Ff，比较Ff与最大静摩擦力Ffm的关系，若Ff>Ffm，则发生相对滑动。 （4）滑块不从滑板上掉下来的临界条件是滑块到达滑板末端时，两者共速。 【典例1】（2022·山东·统考高考真题）某粮库使用额定电压，内阻的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行，此时电流。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求： （1）比例系数k值； （2）上行路程L值。 【典例2】（2020·全国·统考高考真题）如图，相距L=11.5m的两平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10 kg的载物箱（可视为质点），以初速度v0=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带。载