大题04 动力学中的皮带、滑块问题-【大题精做】冲刺2024年高考物理大题突破+限时集训（江苏专用）

大题04 动力学中的皮带、滑块问题 命题情境源自生产生活中的与力的作用下沿直线运动相关的情境，对生活生产中力和直线有关的问题平衡问题，要能从情境中抽象出物理模型，正确画受力分析图，运动过程示意图，正确利用牛顿第二定律、运动学公式、动能定理、动量定理、动量守恒定律等解决问题。命题中既有单个物体多过程问题又有多个物体多过程问题，考查重点在受力分析和运动过程分析，能选择合适的物理规律解决实际问题。命题较高的考查了运算能力和综合分析问题的能力。 （2023·黑龙江·校联考一模改编）如图甲所示，粗糙的水平地面上有长木板P，小滑块Q（可看做质点）放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段时间后撤去力F的作用。滑块、长木板的速度图像如图乙所示，已知小滑块Q与长木板P的质量相等，小滑块Q始终没有从长木板P上滑下。重力加速度g=10m/s2。求： （1）滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数？ （2）长木板P与地面之间的动摩擦因数？ （3）长木板P停下来的时间？ （4）长木板P的长度至少是多少？    1．板块模型的解题思路 （1）根据相对运动，确定摩擦力； （2）基于受力分析，列出牛顿第二定律； （3）画出v -t图像，列运动学公式； （4）运用整体法和隔离法找外力 F的临界值。 2．传送带模型 （1）受力分析 ①“带动法”判断摩擦力方向：同向快带慢、反向互相阻； ②共速要突变的三种可能性：滑动摩擦力突变为零；滑动摩擦力突变为静摩擦力；方向突变。 （2）运动分析 ①参考系的选择：物体的速度、位移、加速度均以地面为参考系；痕迹指的是物体相对传送带的位移。 ②判断共速以后一定与传送带保持相对静止作匀速运动吗？ ③判断传送带长度——临界之前是否滑出？ （3）画图：画出受力分析图和运动情景图，特别是画好v-t图像辅助解题，注意摩擦力突变对物体运动的影响，注意参考系的选择。 如图所示，传送带长为，以的速率顺时针匀速转动，传送带的倾角为，其右上侧有一水平平台MN，木板C与平台MN左侧对齐，物块B距木板C左端的距离，B、C质量且均静止.一个质量为的物块A以的速度滑上传送带，从传送带飞出后，恰好无碰撞地滑上木板C的上表面，经过一段时间与物块B发生碰撞，碰撞时间极短，且碰后AB粘在一起且最终未能滑离C。已知A与传送带的动摩擦因数为，A、B与C间的动摩擦因数，C与平台间的动摩擦因数，空气阻力忽略不计，重力加速度，A、B均可视为质点.求： （1）物块A滑离传送带时的速度大小； （2）从物块A滑上传送带到与B发生碰撞所需的时间。 1．如图，足够长的质量为的木板静置于水平地面上，木板右端放置一质量为的物块（可视为质点）。时刻，对木板施加一水平向右的恒定拉力，作用2 s后撤去F。物块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取。求：（1）未撤去F时，木板和物块的加速度大小？ （2）撤去F时，木板的速度大小？ （3）物块最终距木板右端的距离？ 2．（2023·江苏南通·高三统考期末）如图所示，一个工作台由水平传送带与倾角θ=37°足够长的斜面体组成，传送带AB间的长度L=1.7m，皮带顺时针匀速转动。现让质量m=1kg的小物块以某水平向右的速度从A点滑上皮带，恰好能滑到斜面上高度h=1.08m的C点，物块与斜面体、传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.5，传送带与斜面平滑连接，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求物块由A运动到B时的速度vB； 3．（2024·吉林·统考一模）如图（a），水平传送带以恒定速率顺时针转动，宽为、足够高的矩形匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场下边界QP水平。矩形导体框abcd无初速度地放在传送带上且ad与MQ重合，bc向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。ad离开磁场时撤掉拉力，同时将QP提升到传送带上方距上表面L处。导体框继续向右运动，与NP右侧处的竖直固定挡板发生弹性正碰。当ad返回NP时，施加水平向左的拉力，使导体框以此时的速度匀速通过磁场。已知导体框质量为m，总电阻为R，ab长为，ad长为，导体框平面始终与磁场垂直且不脱离传送带，重力加速度为g。 （1）求导体框从开始运动到与传送带共速过程中，ad两点间的电势差与时间t的关系式； （2）求导体框向右离开磁场过程中，拉力冲量的大小； （3）导体框向左通过磁场的过程中，设ad到NP的距离为x，导体框受到的摩擦力大小为，在图（b）中定量画出导体框通过磁场过程中图像，不要求写出推导过程。 4．（2024·陕西渭南·统考一模）一种小孩玩的碰撞游戏可看作如下模型。如图所示，左端固定有竖直挡