第四章 专题探究八 板块模型-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版2019)

传送带速度相等后做匀速直线运动，可知传送带的速度大小 为4m/s,根据图像围成的面积表示位移，可求得P,Q间的 距离为Lw=2×4m+4×(95-1)m=36m,故AB正确： CD.根据图丙可知物体C在传送带上一直加速，根据图像闲 成的面积表示位移可得Lw=4c×3,求得=24s,根据 =a,可求得C在传送带上运动的加速度大小为a=” 8m。,对C由牛顿第二定律得a=g,可求得C与传送带 间的动摩擦因数为4=0.0125，故C错误，D正确.本题选 择错误的，故选C 2.BC解析：工件在传送带上运动时的加速度大小为a= m坚=g=0.1×10Vs32=1m/s3.AC若传送带顺时针匀速转 动，且转动速度等于4m/s,则工件滑上传送带后与传送带 相对静止，则到达B端时的速度为4m/s:若传送带的速度 大于4m/s,则工件滑上传送带后可能先加速运动再匀速. 或者一直加速运动.则到达B端时的瞬时速度为一定大 于4m/s,选项A错误，C正确：BD,若传送带逆时针匀速转 动，则工件滑上传送带后做减速运动，到达B端时的瞬时速 度为Pe=-2a=√4-2×1×3.5m/s=3m/s,若传送带 逆时针匀速转动，且转动速度等于4m/s,可知节。仍等于 3m/s,选项B正确，D错误.故选BC 3.D解析：A.对于A,由牛顿第二定律有m:gsin0- u,m,gs0=ma4,同理，对于B有4gm#gcs0-magsin0= mnaw,解得a,=am=1m/,2,故A错误：B.根据匀变速直线运 =8m<2 动规律可得，B与传送带共迷时的位移为一20。 说明B未到达顶端前已与传送带共速，此后做匀速运动，故 B情误：C.根据匀变速直线运动裁律有：↓ 220,解得，4 到达传送带底端所花的时间为1=42。，故C错误；D.B加 L 速运动过程中有=，匀速运动过程有2一=，且 1,+帖2，解得，B到达传送带顶端所花的时间为e=6s,故D正 确.故选D 4.BC解析：AB.物块受重力、支持力、滑动摩擦力，滑动摩擦 力方向沿传送带向上.设物块的质量为m,传送带的倾角 为0，物块与传送带间的动摩擦因数为4，若mgsin0< 4mg℃s0,物块的合力沿传送带向上，则物块先沿传送带做 匀减速直线运动，速度域至零后，再反向加速，直至速度与 传送带相同，之后做匀速直线运动，故A错误，B正确 CD,若mgsin>mgcos0,物块的合力沿传送带向下，则物 块一直做匀加速直线运动，C图是可能的，故C正确，D错 误.故选BC, 5.C解析：刚放上木炭包时，木炭包的速度慢，传送带的速度 快，木炭包向后滑动，所以黑色的径迹将出现在木炭包的右 侧，所以A错误.木炭包在传送带上运动靠的是与传送带之 间的摩擦力.摩擦力等于它的合力，产生加速度，所以由牛顿 第二定律知.mg=ma,所以a=g,当达到共同速度时，不再 有相对滑动，由产=2得，木炭包位移x2g ，设相对滑 动的时间为1，由=，得1=”，此时传送带的位移为x= g 所以滑动的位移是△=%水g由此可以知道， ug 必修第一册·RJ 黑色的径迹与木炭包的质量无关.所以B错误，木炭包与传 送带间的动摩擦因数越大，径迹的长度越短，所以C正确.传 送带运动的速度越大，径迹的长度越长，所以D错误.故选C 6.B解析：当小煤块刚放到传送带上达到传送带速度前，对小煤 块受力分析，根据牛顿第二定律可知mgsin37°+ gcos37°=ma,解得a=10m/s2,若达到共速需要的时间为 么==1s,煤块下滑到底端时L=)2,解得1=06<，西 时煤块没能和传送带共速，此过程中传送带走过的距离x= =6m,此过程中煤块相对传送带的路程△r=x-L= 4.2m>2L=36m,可知煤块滑离传送带下端时传送带上的 划痕长度为3.6m.故选B. 7.D解析：A物块相对传送带向下运动时，由牛顿第二定律可 得a=mg tumgeos6-.mgsin8 -=3m/s2, 2m 当与传送带共速后，要保持匀速向上运动，则需要的静摩擦 力f=mg-mgsin0=0.4mg, 但最大静摩擦力为f.=umgc0s8=0,2mg, 故物块A会相对传送带向上滑动，此时'= mg-jmngcos 0-mgsin 0Im/ 2m 直到从传送带上端滑出.故选D 8.C解析：A.对物体P受力分析可知，开始时P的速度大于 传送带速度，故其受到摩擦力方向向左，设绳子拉力为T,以 向左为正方向，分别以PQ为研究对象，由牛顿第二定律可 得T+umg=ma,mg-T=ma1,联立可得a,=8m/,2,则物块P 诚速至与传送带速度相等所需时间：及此段时间内P向右 =4 m<L= 发生的位移，分别为4，-=05=2 a 15m,故速度达到相等后，P仍在传送带上，分析可知P将继 续向右减速，此时摩擦力方向向右，此时分别以P、Q为研究 对象，由牛顿第二定律可得T-umg=ma2,mg-T=ma,联立 解得a,=2m/s2,故A错误；B.P从6m/s减速到零所需时 =36,此过程P向右运动的位移为2a 间为=一 =9m, P从开始向右运动到速度为零所通过的总位移为x=x,+,= 13m<1=15m.可知P没有从右端离开传送带，故B错误； C.P在最初1，=0.5“时间内相对传送带向右运动，这个过程 中相对传送带的位移大小△x=-,1=4m-6×05m= 1m,共速后P向右运动域速至零的时间内，P相对传动带向 左运动，这个过程中相对传送带的位移大小△=和2一名= 6x3m-9m=9m>4x,,所以划痕的长度为=△x,=9m,故 C正确：D.P减速到零后，将以初速度为零，加速度大小 为2ms2向左做匀加速直线运动直至离开传送带.根据运 动学公式可得2=22x,解得P离开的速度为r= 2√13m/s,故D错误.故选C. 专题探究八板块模型 黑题 查题强化 1.A解析：由小物块的受力可知，小物块的加速度大小为，= F =g,同理木板的加速度大小为4 F_m根据匀变 m 速直线运动的基本关系可知，小物块向右的位移为x,=,t 2a,同理，木板向左的位移为=-20，，由题可知 =x,+书2，联立解得=一故选L 黑白题44 2.C解析：D.由图乙可知，a、b两物体1后一起匀速运动 说明长木板a与地面间的动摩擦因数为0，D错误：B.因前 △ 1s内a,6的加速度大小都为a=1ms,而二者的合外 力为相互作用的摩擦力，根据牛顿第二定律知二者质量相 等，木板a的质量为m,B错误；C.对b受力分析，根据牛顿 第二定律有umg=ma,解得物体b与木板a上表面间的动摩 擦因数u=0.1.C正确：A.由图乙得0~1s内物体b的位移 为=(2+1)X1m=15m,长木板a的位移为无=× 1×1m=0.5m,则木板a的最小长度为L=x。-x。=1m, 故A错误.故选C. 3.C解析：箱子以一定的水平初速度。从左端滑上平板车， 在摩擦力作用下，箱子做匀域速直线运动，平板车做匀加速 直线运动，设经过1时间箱子与平板车达到共速℉共，此过程 平板车销位移为年-受，箱子的位移为则箱子 相对于平板车向前的位移大小为△=x箱-x4= +共，"共 2121 2 4.(1)2m/524m/s2(2)9s(3)27m 解析：(1)木块刚放上术板时，A、B加速度分别为，、42，根 据牛顿第二定律对A有41mg=ma,解得a,=2m/s2,根据牛 顿第二定律对B有41mg+·2g=ma2,解得a2=4m/s2. (2)假设物块与木板共速时，速度为，从开始到共速所用时 间为1，则有=a,1,F=o-a41,解得11=3s,=6m/s,设A、 B共速后能一起运动，加速度为a,A,B间摩擦力为∫，则有 f=ma,43·2mg=2ma,解得a=1m/s2f=2N,A,B间的最大 静摩擦力厂=4，mg=4N>f=2N,假设成立；共速后，A,B一 起运动时间为2，则有=山2，解得2=6s,小物块运动时间 为t=11+12=9s (3)共速时，物块的位移为x,木板位移为，则有x,= 2公西=o2,木板B最小长度为L=x,联立 解得L=27m. 5.BCD解析：ABC.根据题意，由题图乙可知.当F=F,时，木 板相对地面开始滑动，则有F,=4(m+M)g,当F,≤F≤F 时，小物块与长木板一起加速运动，则有F-42(m+M)g= (m+M)a.解得a= m+M从8，结合题图乙可得-，=4g,解 得4，=，当八5，时，小物块与长木板间相对滑动，对小物 块有F-4g=m,解得a=片以，g,结合图乙可得 F,FB=4,mg,则小物块的质量m=- ,41= F01 (F-乃g故A错误，BC正确：D.对长木板有4，mg 么(m+W)g=a,解得，长木板的质量W=-,故D正确 故选BCD. 6.C解析：A.A,B间的最大静摩擦力为=4·2mg=2μmg, B.C间的最大静摩擦力为人=片·g四，B与地面的最 大静摩擦力为人=发(2m+m+m)g=“受，若A,B,C三个物 体始终相对静止，则三者一起向右加速，对整体根据牛顿第 参考答案与解折 二定律可知F-f=(2m+m+m)a.假设C恰好与B相对不滑 动，则对C有5=m,解得a=4g,F=2“mg,设此时A与 B间的摩擦力为f,对A有F-f2ma,解得f=mg<f,表明C 达到临界时A还没有到达临界值，则当力F逐渐增大时，B、 C之间先发生打滑现象.要使三者始终相对静止，则F不能 超过之mg,故AB错误：C.B相对A滑动时.C早已相对于 B发生相对滑动，对AB整体F-=(2m+m)a',对A研究 得P-2ng=2nm,解得产=？ng,故当拉力大于？me 时，B相对A滑动，故C正确：D.当F较大时，A与C会相对 于B滑动，B的加速度达到最大，当A与B相对滑动时，C早 已相对于B发生相对滑动，则B受到A的摩擦力向前，B受 到C的摩擦力向后，B受到地而的摩擦力向后，对B有- 5 方-=ma,解得am=手g,故D错误故选C 7.(1)不能脱离薄木板(2)0.7s 解析：(1)开始运动时，滑块的加速度大小为a,=gsin9- ugcos 8=2 m/s2. 薄木板的加速度大小为a,= Mgsin0+μmngcos8 =8m/82 M 假设滑块不脱离薄木板，当两者达到共速时，有=。+ 01=a31 解得1=0.5s,=4m/s, Fo+e 滑块下滑的位移大小为=2=1.75m, 薄木板下滑的位移大小为=之=1m, 两者相对位移大小为△x=x-x=0.75m<L=1m, 假设成立，滑块不能脱离薄木板 (2)此后两者一起沿斜面向下运动，加速度大小为a,= gsin 0=6 m/s2, 当薄木板下端到达斜面底端时，有8名=+，兮，解得 【2=0.25, 故从开始运动到薄木板下端到达斜面底端的时间为1=，+ 6=0.75 第6节超重和失重 白 基础过关 1.D 2.C解析：由题意，可知人在向上运动至最高点的过程中，人 先加速后减速，加速度方向先竖直向上后竖直向下，所以人 先处于超重状态后处于失重状态故选C 3.C解析：当摆锤由最高点向最低点摆动时，先具有向下的 加速度分量，后有向上的加速度分量，即游客先体会到失重 后体会到超重当摆锤摆动到最低点时，具有方向向上的最 大加速度，此时游客体会到明显的超重故选C 4.D解析：A.从A到B的过程中，同学有向下的加速度，处于 失重状态.故A错误：B.a-图像与坐标轴围成的面积表示 速度变化量，同学在A点的速度为零，故同学在B点时，速度 不为零，故B错误：C,恰好离开地面时，地面对同学的作用 力为零，不计空气阻力，则同学的加速度为重力加速度，故同 学在D点时，恰好离开地而，故C错误：D.从C到D的过程 中，同学有向下的加速度，处于失重状态，故D正确.故选D. 5.A解析：因x-t图像的斜率等于速度，可知0~t时间内，乘 客向上做加速运动，处于超重状态，选项A正确：，~2时间 黑白题45专题探究八 黑题 专题强化 题型1板、块不受拉力作用 1.(2025·湖北武汉调研)如图所示，光滑 水平桌面上放置长1=0.78m的木板.t=0时， 小物块（可视为质点）从木板的左端以，= 4m/s的速度向右滑上木板，同时木板以2 4m/s的速度向左滑动：t=0.1s时，小物块从 木板的右端滑下，已知小物块与木板之间的动 摩擦因数4=0.1，重力加速度大小g取 10m/s2,则小物块与木板的质量之比为( A.3:1 B.2:1 C.1:2 D.1:3 2.#如图甲所示，长木板a放在水平面上，质 量为m的物体b,以水平速度滑上木板a,之 后a、b运动速度随时间变化情况如图乙所示， 则下列说法正确的是(g取10m/s2)( /m.s A.木板a的长度至少为1.5m B.木板a的质量为2m C.物体b与木板a上表面间的动摩擦因数为 0.1 D.长木板a与地面间的动摩擦因数为0.1 3.#(2024·辽宁大连期末)平板 小车静止放在水平地面上，箱子以 一定的水平初速度从左端滑上平板车，箱子 和车之间有摩擦，地面对小车的阻力可忽略。 当它们的速度相等时，箱子和平板车的位置 情况可能是 ( 必修第一册·R」 板块模型 眼时：60min A B 口→ 口 0 D 4.#(2024·湖南长郡中学开学)如图所示， 木板B在水平面上向右运动，当木板B的速 度为o=18m/s时，将小物块A轻放在B的 右端，已知小物块A和木板B的质量均为m= 2kg,小物块A可视为质点，且A始终没有离开 B,A、B间的动摩擦因数41=0.2，木板B与地面 间的动摩擦因数以=0.1，重力加速度g取 10/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)小物块刚放上木板瞬间.A和B的加速 度分别是多大？ (2)小物块A运动的时间t: (3)木板B的最小长度 A 黑白题106 题型2板、块受拉力作用 5.(2024·江西一模)（多选）如图甲，水平 地面上有一长木板，将一小物块放在长木板 上，给小物块施加一水平外力F,已知长木板 及小物块加速度a随外力F的变化关系如图 乙所示.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重 力加速度为g,以下说法正确的是( A.小物块与长木板间的动摩擦因数4，= B.长木板与地面间的动摩擦因数42= F3-F3 C.小物块的质量m= D、长木板的质量M=- a 6.(2024·江苏南京期末)如图所示，A、B、C 三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的 质量为2m,B和C的质量都是m,A、B间的动 摩擦因数为4，B,C间的动摩擦因数为片，B和 地面间的动摩擦因数为：设B足够长，最大 静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g 现对A施加一水平向右的拉力F,则下列判断 正确的是 A.若A、B、C三个物体始终相对静止，则力F 不能超过m 4 B.当力F逐渐增大时，A、B之间先发生打滑 现象 第四章 9 C.当力>2mg时，B与A相对滑动 D.无论力F为何值，B的加速度不会超过 3 A 题型3斜面上的板块问题 7.林(2024·安微名校联考)如图所示，倾角 0=37°的光滑斜面固定在水平地面上，初始状 态时，质量为M=0.2kg、长度为L=1m的薄 木板放在斜面上，且薄木板下端与斜面底端 的距离s=1.92m,现将薄木板由静止释放，同 时质量m=0.1kg的滑块（可视为质点）以速 度，=3m/s从木板上端沿斜面向下冲上薄木 板.已知滑块与薄木板间的动摩擦因数4= 0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加 速度g取10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8. (1)通过计算判断滑块能否脱离薄木板： (2)求薄木板从开始运动到下端到达斜面底 端的时间. 黑白题107