03 第1阶段 专题1 第3讲 应用动力学解决“滑块—木板”“传送带”模型-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习课件（老教材）

第一阶段 突破核心　升华思维 第3讲　应用动力学解决“滑块—木板”“传送带”模型 专题一 力与运动 1 真题情境 考情分析 高考定位 素养目标 高考对本讲的命题热点集中在借助“传送带”“滑块—木板”模型，综合考查牛顿运动定律、受力分析、运动过程分析的计算题，此类题目多为高考中的压轴性题目。 1．掌握两类模型的结构特点，会分析两类模型的动力学规律。 2．正确做好受力分析，灵活应用运动学方程和牛顿第二定律。 2023·全国乙卷T21　　2021·全国乙卷T21　　　2020·全国Ⅲ卷T25　　　　　2019·全国Ⅲ卷T20　　　　2019·江苏卷T15 第3讲　应用动力学解决“滑块—木板”“传送带”模型 2 01 02 突破点二　“传送带”模型 突破点一　“滑块—木板”模型 索引 第3讲　应用动力学解决“滑块—木板”“传送带”模型 3 1．模型特点：上、下叠放两个物体，分别在各自所受力的作用下运动，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。 2．基本思路 (1)分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度。 (2)对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程。 (3)挖掘临界条件，滑块恰好滑到木板的边缘且达到共同速度是滑块是否滑离木板的临界条件。 突破点一　“滑块—木板”模型 突破点二 专题限时集训 突破点一 第3讲　应用动力学解决“滑块—木板”“传送带”模型 4 3．两种位移关系 滑块由木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板同向运动，位移之差等于板长；若滑块和木板反向运动，位移之和等于板长(如图所示，滑块相对于木板尺寸不计)。 突破点二 专题限时集训 突破点一 第3讲　应用动力学解决“滑块—木板”“传送带”模型 考向1　水平面上的“滑块—木板”模型 [典例1]　如图所示，在粗糙的水平地面上有一长为L＝12 m、质量为M＝2 kg的长木板B，在长木板的中点P放有一质量为m＝1 kg(可视为质点)的小物块A，开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.1和μ2＝0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B，重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)当小物块A刚好相对长木板开始滑动时，水平拉力F0的大小； (2)若水平拉力F1＝10.5 N，小物块A所受到的摩擦力大小； (3)若水平拉力F2＝24 N，要使小物块刚好不滑离长木板，则F2作用多长时间；当A、B最终都停止运动时，小物块A到木板中点P的距离。 突破点二 专题限时集训 突破点一 第3讲　应用动力学解决“滑块—木板”“传送带”模型 [解析]　(1)当A与B刚要相对滑动时，A、B之间为最大静摩擦力，对A有μ1mg＝ma0，则a0＝μ1g＝1 m/s2。当A、B刚要相对滑动时，设拉力大小为F0，对A、B整体有F0－μ2(M＋m)g＝(M＋m)a0，解得F0＝12 N。 (2)因F1＝10.5 N<F0＝12 N 故A、B一起做匀加速运动，对A、B整体有 F1－μ2(M＋m)g＝(M＋m)a共 解得a共＝0.5 m/s2 对A有f＝ma共＝0.5 N。 (3)因水平拉力F2＝24 N>F0＝12 N 故A、B相对滑动，对A有μ1mg＝ma1 解得a1＝gμ1＝1 m/s2 对B有F2－μ2(M＋m)g－μ1mg＝Ma2 解得a2＝7 m/s2 设拉力作用时间为t1时最终小物块刚好没有滑离长木板，则t1时小物块速度和位移为v1＝a1t1 x1＝ 则t1时木板的速度和位移为v2＝a2t1，x2＝， 则此过程中A相对B向左滑动距离Δx1＝－ 水平拉力撤去后，设再经时间t2，A、B刚好共速，因A的受力不变，故A继续加速，加速度a1＝gμ1＝1 m/s2 B做减速运动，有μ2(M＋m)g＋mgμ1＝Ma3 解得a3＝5 m/s2 则v共＝v1＋a1t2＝v2－a3t2 此过程中A相对B向左滑动 Δx2＝t2－t2＝t2 此时A刚好滑到B最左端，则Δx＝Δx1＋Δx2＝＝6 m 联立解得v共＝2 m/s，t1＝t2＝1 s 因A、B间动摩擦因数小，故共速后A相对B向右滑动 A、B共速后，A做减速运动的加速度a1＝μ1g＝1 m/s2 B继续做减速运动，有μ2(M＋m)g－mgμ1＝Ma4 解得a4＝4 m/s2 A、B停止时，A相对B向右滑动的距离为Δs＝－＝1.5 m 此时A到P点的距离为d＝Δx－Δs＝4.5 m。 [答案]　(1)12 N　(2)0.5 N　(3)1 s　4.5 m 考向2　倾斜面上的“滑块—木板”模型 [典例2]　(2023·河南省名校联盟高三第三次诊断考试)如图所示，固定斜面的倾角θ＝37°，斜面长为L，一长木板放在斜面上，长木板