弹簧、板块、传送带三大热点问题突破

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专题05 连接体问题、板块模型和传送带问题-2024年高考物理二轮专题综合能(002)

专题05 连接体问题、板块模型、传送带问题【窗口导航】高频考法1 连接体问题 ........................................................................................................................................... 1 角度1：叠放连接体问题 ....................................................................................................................................... 2 角度2：轻绳连接体问题 ....................................................................................................................................... 3 角度3：轻弹簧连接体问题 ................................................................................................................................... 3 高频考法2 板块模型 ............................................................................................................................................... 4 高频考法3 传送带问题 ........................................................................................................................................... 7 角度1：水平传送带模型 ....................................................................................................................................... 8 角度2：倾斜传送带模型 . (11)高频考法1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。

第二轮弹簧和传送带问题专题复习

第二轮专题：弹簧和传送带问题第一部分弹簧问题有关弹簧的题目在高考中几乎年年出现，由于弹簧弹力是变力，学生往往对弹力大小和方向的变化过程缺乏清晰的认识，不能建立与之相关的物理模型并进行分类，导致解题思路不清、效率低下、错误率较高．与弹簧相关的有两类问题：一类是静平衡问题，一类是动态问题。

静平衡模型主要是弄清弹簧形变是拉伸还是压缩，从而正确画出弹力的方向，利用平衡条件求解；动态模型除了弄清弹簧形变是拉伸还是压缩，从而正确画出弹力的方向外，还应弄清弹力对物体的做功情形，物体动能的变化；对于水平面上被轻弹簧连接的两个物体所组成的合外力为零的系统，当伸长量最大时和压缩量最大时均为“二者同速”。

在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为“轻弹簧”，是一种常见的理想化物理模型．轻弹簧中各部分间的张力处处相等，两端弹力的大小相等、方向相反。

以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，物体的平衡，牛顿定律的应用及能的转化与守恒，是高考命题的重点。

注：有关弹簧的串、并联和弹性势能的公式，高考中不作定量要求。

一、平衡、牛顿定律的应用例1．（06年北京）木块A 、B 分别重50 N 和60 N ，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A 、B 之间的轻弹簧被压缩了2cm ，弹簧的劲度系数为400N ／m ，系统置于水平地面上静止不动。

现用F=1 N 的水平拉力作用在木块B 上.A 、B 均静止不动.则力F 作用后A.木块A 所受摩擦力大小是12.5 NB.木块A 所受摩擦力大小是11.5 NC.木块B 所受摩擦力大小是9 ND.木块B 所受摩擦力大小是7 N例2．实验室常用的弹簧测力计如图甲所示，连接有挂钩的拉杆与弹簧相连，并固定在外壳一端，外壳上固定一个圆环，可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳(重量为G)上，弹簧和拉杆的质量忽略不计．再将该弹簧测力计以两种方式固定于地面上，如图乙、丙所示，分别用恒力F 0竖直向上拉弹簧测力计，静止时弹簧测力计的读数为A ．乙图读数F 0-G ，丙图读数F 0+GB ．乙图读数F 0+G ，丙图读数F 0-GC ．乙图读数F 0，丙图读数F 0-GD ．乙图读数F 0-G ，丙图读数F 0例3．如图所示，一个弹簧秤放在光滑的水平面上，外壳质量m 不能忽略，弹簧及挂钩质量不计，施加水平方向的力F 1、F 2，且F 1＞F 2，则弹簧秤沿水平方向的加速度为，弹簧秤的读数为．例4．如图所示，质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上作简谐振动，振动过程中A 、B 之间无相对运动。

高中物理压轴题：用力学三大观点处理多过程问题(解析版)

压轴题用力学三大观点处理多过程问题1.用力学三大观点(动力学观点、能量观点和动量观点)处理多过程问题在高考物理中占据核心地位，是检验学生物理思维能力和综合运用知识解决实际问题能力的重要标准。

2.在命题方式上，高考通常会通过设计包含多个物理过程、涉及多个力学观点的复杂问题来考查学生的综合能力。

这些问题可能涉及物体的运动状态变化、能量转换和守恒、动量变化等多个方面，要求考生能够灵活运用力学三大观点进行分析和解答。

3.备考时，学生应首先深入理解力学三大观点的基本原理和应用方法，掌握相关的物理公式和定理。

其次，要通过大量的练习来提高自己分析和解决问题的能力，特别是要注重对多过程问题的训练，学会将复杂问题分解为多个简单过程进行分析和处理。

考向一：三大观点及相互联系考向二：三大观点的选用原则力学中首先考虑使用两个守恒定律。

从两个守恒定律的表达式看出多项都是状态量(如速度、位置)，所以守恒定律能解决状态问题，不能解决过程(如位移x，时间t)问题，不能解决力(F)的问题。

(1)若是多个物体组成的系统，优先考虑使用两个守恒定律。

(2)若物体(或系统)涉及速度和时间，应考虑使用动量定理。

(3)若物体(或系统)涉及位移和时间，且受到恒力作用，应考虑使用牛顿运动定律。

(4)若物体(或系统)涉及位移和速度，应考虑使用动能定理，系统中摩擦力做功时应用摩擦力乘以相对路程，动能定理解决曲线运动和变加速运动特别方便。

考向三：用三大观点的解物理题要掌握的科学思维方法1．多体问题--要正确选取研究对象，善于寻找相互联系选取研究对象和寻找相互联系是求解多体问题的两个关键。

选取研究对象后需根据不同的条件采用隔离法，即把研究对象从其所在的系统中抽离出来进行研究；或采用整体法，即把几个研究对象组成的系统作为整体进行研究；或将隔离法与整体法交叉使用。

通常，符合守恒定律的系统或各部分运动状态相同的系统，宜采用整体法；在需讨论系统各部分间的相互作用时，宜采用隔离法；对于各部分运动状态不同的系统，应慎用整体法。

弹簧问题总结高考高考弹簧问题及应对策略

弹簧问题总结高考高考弹簧问题及应对策略轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻弹簧为载体，设置一定的物理情景，可以考查弹力的概念，牛顿第二定律及变力做功等知识点。

在这些知识点中弹簧与其关联物之间总存在力、运动状态和能量的联系，对学生的要求较高，有较高的区分度，因此成为高考的热点难点。

本人在多年高手教学中摸索出一些经验，应对高考中的弹簧问题主要从以下几个方面：一.弹簧的形变量与物体的运动相联系这类题的考查主要是要求学生弹簧状态的改变中找到物体运动的距离，从弹力的变化中找出物体的加速度变化情况，确定速度的变化情况。

应对策略①弹簧的形变量与物体的运动距离密切相连，如果弹簧的初末状态均为压缩（伸长）压缩量为x1、x2,弹簧一端的物体运动距离x=x1－x2或x=x2－x1,如果弹簧的初末状态一个为压缩，一个为伸长，则弹簧一端的运动物体运动距离x=x1+x2。

②物体的运动引起弹簧弹力的改变，对物体应用牛顿第二定律或平衡条件分析物体的速度变化情况。

例1.（2005年全国理综III卷）如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。

系统处一静止状态，现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d，重力加速度为g。

解：令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量，a表示此时A的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知：mgsinθ=kx1①kx2=mBgsinθ②F－mAgsinθ－kx2=mAa③得由题意d=x1+x2⑤由①②⑤式可得二.弹簧的瞬时问题这类题的考查主要针对弹簧两端都有物体时弹簧的弹力不能发生突变，即弹簧形变瞬间不发生变化，弹力不变。

应对策略:一个力发生变化的瞬间，弹簧的弹力大小方向都不变，绳的弹力杆的弹力瞬间发生变化，正确的受力分析后根据牛顿第二定律求解。

弹簧与传送带专题

弹簧与传送带专题内彖提要：一、弹簧问题：1、弹簧的瞬时问题弹簧的两端都有其他物体或力的约朿时，使其发生形变时，弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。

2、弹簧的平衡问题这类题常以单一的问题出现，涉及到的知识是胡克肚律，一般用匕10；或厶^k-Ax来求解。

3、弹簧的非平衡问题这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时，所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。

4、弹力做功与动量、能量的综合问题在弹力做功的过程中弹力是个变力，并与动量、能量联系，一般以综合题出现。

它有机地将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起，以考察学生的综合应用能力。

分析解决这类问题时, 要细致分析弹簧的动态过程，利用动能定理和功能关系等知识解题。

二、传送带问题：传送带类分水平、倾斜两种：按转向分顺时针、逆时针转两种。

（1）受力和运动分析：受力分析中的摩擦力突变（大小、方向）一发生在V物与V传相同的时刻：运动分析中的速度变化——相对运动方向和对地速度变化。

分析关键是：一是V杯V術的大小与方向；二是mgsinO与f的大小与方向。

（2）传送带问题中的功能分析①功能关系：WF=AE K+AE P+Q②对W F、Q的正确理解（a）传送带做的功：W|=F・S布功率P=FxV （F由传送带受力平衡求得）（b）产生的内能:Q=f S（c）如物体无初速，放在水平传送带上，则在整个加速过程中物体获得的动能E K，因为摩擦而产生1、的热議Q有如F关系：E K=Q=—mvj：2典型例題：例1:在原子物理中，研究核子与核子关联的最有效途经是“双电荷交换反应”。

这类反应的前半部分过程和下而力学模型类似。

两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态。

在它们左边有一垂直轨道的固泄档板P，右边有一小球C沿轨道以速度V。

射向B球，如图7所示，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。

在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁立，不再改变。

初中物理弹簧类问题解题技巧

初中物理弹簧类问题解题技巧弹簧是物理学中常见的一个重要元件，其具有弹性系数和弹簧常数等特性。

在初中物理中，经常会遇到涉及弹簧的问题，如弹簧的伸长、压缩、弹簧振动等。

解决这类问题需要掌握一定的技巧，下面将介绍初中物理弹簧类问题的解题技巧。

1. 弹簧弹性势能公式弹簧的弹性势能是解决弹簧类问题的关键。

根据胡克定律，弹簧的弹性势能与其伸长或压缩的长度成正比。

弹簧的弹性势能公式为：[ E = k x^2 ]其中，( E ) 为弹性势能，( k ) 为弹簧的弹簧系数，( x ) 为弹簧伸长或压缩的长度。

2. 弹簧的力学平衡问题在解决弹簧类问题时，常会涉及到弹簧受力平衡的情况。

根据牛顿第二定律和弹簧的特性，可以建立弹簧受力平衡的方程。

例如，在弹簧振动问题中，考虑质点在弹簧上来回振动的情况，可以通过建立弹簧的力学平衡方程解决问题。

3. 弹簧系列联组合问题弹簧的串联和并联组合是物理中常见的问题类型。

在解决这类问题时，需要根据弹簧的特性和串联、并联电阻的特点进行分析。

例如，串联弹簧的总弹簧系数为各个弹簧弹簧系数的倒数之和，而并联弹簧的总弹簧系数等于各个弹簧系数之和。

4. 弹簧振动问题弹簧的振动是物理学中一个重要的研究领域。

在初中物理中，通常涉及到弹簧的简谐振动问题，需要掌握振动频率、角频率、振幅等概念。

解决弹簧振动问题时，可以利用简谐振动公式和能量守恒原理进行分析和计算。

通过掌握以上弹簧类问题的解题技巧，可以更好地解决初中物理中与弹簧相关的问题，提高问题解决的效率和准确性。

希望同学们在学习物理的过程中，能够深入理解弹簧的特性，灵活运用解题方法，从而取得更好的学习成绩。

物理高考热点分析：弹簧和传送带双向综合问题

物理高考热点分析：弹簧和传送带双向综合问题1、（16分）在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动．某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ．（1）证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数μ无关，是一个定值．（2）已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速v0=4m/s，取g=10m/s2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？（3）在（2）的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内?2、（20分）如图所示，光滑水平面MN的左端M处有一弹射装置P(P为左端固定，处于压缩状态且锁定的轻质弹簧，当A与P碰撞时P立即解除锁定)，右端N处与水平传送带恰平齐且很靠近，传送带沿逆时针方向以恒定速率υ= 5m/s 匀速转动，水平部分长度L= 4m。

放在水平面上的两相同小物块A、B（均视为质点）间有一被压缩的轻质弹簧，弹性势能E p= 4J，弹簧与A相连接，与B不连接，A、B与传送带间的动摩擦因数μ = 0.2，物块质量m A = m B = 1kg。

现将A、B由静止开始释放，弹簧弹开，在B离开弹簧时，A未与P碰撞，B未滑上传送带。

取g=10m/s2。

求：（1）B滑上传送带后，向右运动的最远处与N点间的距离sm；（2）B从滑上传送带到返回到N端的时间t和这一过程中B与传送带间因摩擦而产生的热能Q；（3）B回到水平面后压缩被弹射装置P弹回的A上的弹簧，B与弹簧分离然后再滑上传送带。

则P锁定时具有的弹性势能E满足什么条件，才能使B与弹簧分离后不再与弹簧相碰。

3、（16分）如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L＝3m，圆弧形轨道APD和BQC均光滑，BQC的半径为r＝1m，APD的半径为R＝2m，AB、CD与两圆弧形轨道相切，O2A、O1B与竖直方向的夹角均为q＝37°．现有一质量为m＝1kg的小球穿在滑轨上，以初动能E k0从B点开始沿BA向上运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ＝，设小球经过轨道连接处均无能量损失．求：（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（1）要使小球完成一周运动回到B点，求初动能E K0至少多大；（2）若小球以第一问E k0数值从B出发，求小球第二次到达D点时的动能及小球在CD段上运动的总路程．4、(20分）如图所示，将一端带有半圆形光滑轨道的凹槽固定在水平面上，凹槽的水平部分AB粗糙且与半圆轨道平滑连接,AB长为2L。

弹簧类问题的几种模型和处理方法

弹簧类问题的几种模型及其处理方法学生对弹簧类问题感到头疼的主要原因有以下几个方面：首先，由于弹簧不断发生形变，导致物体的受力随之不断变化，加速度不断变化，从而使物体的运动状态和运动过程较复杂。

其次，这些复杂的运动过程中间所包含的隐含条件很难挖掘。

还有，学生们很难找到这些复杂的物理过程所对应的物理模型以及处理方法。

根据近几年高考的命题特点和知识的考查，笔者就弹簧类问题分为以下几种类型进行分析，供读者参考。

一、弹簧类命题突破要点1．弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力。

当题目中出现弹簧时，首先要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应，在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置、现长位置、平衡位置等，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，结合物体受其他力的情况来分析物体运动状态。

2．因软质弹簧的形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变，因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变。

3．在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再用功的定义进行计算，也可据动能定理和功能关系：能量转化和守恒定律求解。

同时要注意弹力做功的特点：弹力做功等于弹性势能增量的负值。

弹性势能的公式，高考不作定量要求，可作定性讨论，因此在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解。

二、弹簧类问题的几种模型1．平衡类问题例1．如图1所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块m2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态。

现施力将m1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。

在此过程中，m2的重力势能增加了______，m1的重力势能增加了________。

分析：上提m1之前，两物块处于静止的平衡状态，所以有：，，其中，、分别是弹簧k1、k2的压缩量。

专题：弹簧-摩擦力做功-传送带问题

一、弹簧问题：1、弹簧的瞬时问题弹簧的两端都有其他物体或力的约束时，使其发生形变时，弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。

2、弹簧的平衡问题这类题常以单一的问题出现，涉及到的胡克定律，一般用f=kx或△f=k•△x来求解。

3、弹簧的非平衡问题这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时，所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。

4、弹力做功与动量、能量的综合问题在弹力做功的过程中弹力是个变力，并与动量、能量联系，一般以综合题出现。

它有机地将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起，以考察学生的综合应用能力。

分析解决这类问题时，要细致分析弹簧的动态过程，利用动能定理和功能关系等知识解题。

如图所示；与轻弹簧相连的物体A停放在光滑的水平面上．物体B沿水平方向向右运动，跟与A相连的轻弹簧相碰．在B跟弹簧相碰后，对于A、B和轻弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（）A．弹簧压缩量最大时，A、B的速度相同B．弹簧压缩量最大时，A、B的动能之和最大C．弹簧被压缩的过程中系统的总动量不断减小D．物体A的速度最大时，弹簧的弹性势能为零分析：A、B组成的系统动量守恒，在B与弹簧接触时，B做减速运动，A做加速运动，当A、B速度相同时，弹簧压缩量最大，弹簧的弹性势能最大．例1.A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上，如图所示，已知木块A、B质量分别为0.42 kg 和0.40 kg，弹簧的劲度系数k=100 N/m ，若在木块A上作用一个竖直向上的力F，使A由静止开始以0.5 m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动（g=10 m/s2）.（1）使木块A竖直做匀加速运动的过程中，力F的最大值；（2）若木块由静止开始做匀加速运动，直到A、B分离的过程中，弹簧的弹性势能减少了0.248 J，求这一过程F对木块做的功.分析：此题难点和失分点在于能否通过对此物理过程的分析后，确定两物体分离的临界点，即当弹簧作用下的两物体加速度、速度相同且相互作用的弹力 N =0时 ,恰好分离.例2 如图，质量为1m 的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为2m 的物体B 相连，弹簧的劲度系数为k ，A 、B 都处于静止状态。

2024届高考物理一轮复习重难点逐个击破38传送带模型板块模型能量分析(原卷版)

专题38传送带模型板块模型能量分析1.“板—块”模型和“传送带”模型本质上都是相对运动问题，一般要分别求出各物体相对地面的位移，再求相对位移。

2．两物体的运动方向相同时，相对位移等于两物体的位移之差。

两物体的运动方向相反时，相对位移等于两物体的位移之和。

考点一传送带模型能量分析1.传送带克服摩擦力做的功：W ＝f x 传（x 传为传送带对地的位移）2.系统产生的内能：Q ＝f x 相对（x 相对为总的相对路程）．3.求解电动机由于传送物体而多消耗的电能一般有两种思路①运用能量守恒以倾斜传送带为例，多消耗的电能为E 电，则：E 电＝ΔE k ＋ΔE p ＋Q .②运用功能关系传送带多消耗的电能等于传送带克服阻力做的功E 电=fx 传(特别注意：如果物体在倾斜传送带上的运动分匀变速和匀速两个运动过程，这两个过程中传送带都要克服摩擦力做功，匀变速运动过程中两者间的摩擦力是滑动摩擦力，匀速运动过程中两者间的摩擦力是静摩擦力)1．如图所示，长为5m 的水平传送带以2m/s 的速度顺时针匀速转动，将质量为1kg 的小滑块无初速度放在传送带左侧。

已知传送带与小滑块之间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g 取10m/s 2，则下列说法正确的是（）A ．小滑块在传送带上一直做加速运动直至离开B ．小滑块在传送带上运动时间为2sC ．传送带对小滑块做的功为2JD ．因放上小滑块，电动机多消耗的电能为2J2．(多选)如图甲所示，水平传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量为10kg 的木箱（可视为质点）轻放到传送带最左端，木箱运动的速度v 随时间t 变化的图像如图乙所示，4s 未木箱到达传送带最右端，重力加速度g 取10m/s 2，则（）A．木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.1B．整个过程中摩擦生热为20JC．整个过程中传送带对木箱做的功为60JD．传送带速度为2m/s3．(多选)足够长的传送带水平放置，在电动机的作用下以速度2逆时针匀速转动，一质量为的小煤块以速度1滑上水平传送带的左端，且1>2.小煤块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小为。

专题09 多体多过程之板块与弹簧模型的动力学与能量综合模型-21高考备考绝密押题资源突破题集解析版

专题09 多体多过程之板块与弹簧模型的动力学与能量综合模型-2021高考备考绝密押题资源突破题集1．如图所示，水平面足够长，从左向右P 、Q 两点距离为5l 。

质量为m ，长度为l 的木板A 静止放置在水平面上，其右端与P 点的距离也为l ，木板与地面之间的摩擦因数为μ，现对木板施加水平向右的恒力F =5μmg ，当水板右端运动到P 点时，将质量为2m （可视为质点）的铁块B 轻放在木板右端，铁块与木板之间的摩擦因数为2μ，当铁块运动到Q 点时，将铁块轻轻取走，重力加速度为g ，AB 间最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，求：（1）木板A 右端运动到P 点时的速度大小；（2）将铁块B 取走时木板A 的速度大小；（3）若将铁块B 取走瞬间，立即将完全相同的另一铁块（记为“第一块”）轻放在木板右端，此后一旦铁块与A 共速就立即拿走并同时在A 右端再轻放完全相同的铁块，求从取走铁块B 至刚取走“第三块”铁块的过程经历的时间，以及木板从开始运动至木板第一次减速为零时所经历的总时间。

【答案】:(1)22gl μ22gl μ7216l g μ25l gμ 【解析】：(1)木板运动到P 点过程有 15mg mg ma μμ-=解得14a g μ=木板A 右端运动到P 点时的速度为2112v a l =解得122v gl μ=(2) 铁块B 轻放在木板右端时，对铁块由牛顿第二定律有2222mg ma μ⨯=解得22a g μ=对木板由牛顿第二定律有35223mg mg mg ma μμμ-⨯-=32a g μ=-铁块做初速为0的匀加速直线运动，木板做匀减速直线运动，当二者达到共速时则有13121v a t a t -=解得1t =21=v a t =共木板做匀减速直线运动达到共速的位移为111 1.52v v s t l +==共铁块运动达到共速的位移为210.52v s t l ==共二者达到共速，铁块与木板一起做匀加速直线运动有4533mg mg ma μμ-=解得423a g μ= 铁块运动到Q 点时，铁块与木板的速度有()224250.5Q v v a l l -=-共解得Q v =(3)铁块与木板每次共速，取走铁块再放上铁块，木板一直做加速度不变的匀减速直线运动，铁块每次也是做一样的加速运动直到共速，所以有3211v a t a t -=共共共得1t 共21=v a t =共1共同理可得t 共22=v a t =共2共2t 共32=v a t =共3共3从取走铁块B 至刚取走“第三块”铁块的过程经历的时间1t t t t =++=共共2共3木板第一次加速时间为101v t a ==木板第一次减速时间为1t =木板第二次加速时间为24Qv t a == 木板第二次减速到0的时间为33Qv t a ==木板从开始运动至木板第一次减速为零时所经历的总时间01+t t t t t =++=23总2．如图所示，一速度4m/s v =顺时针匀速转动的水平传送带与倾角37θ=︒足够长的粗糙斜面平滑连接，一质量3kg m =的可视为质点的物块，与斜面间的动摩擦因数为10.5μ=，与传送带间的动摩擦因数为20.1μ=，小物块以初速度v 0=10m/s 从斜面底端上滑。

1801：第3讲弹簧类问题的突破之路

第 3 讲弹簧类问题的突破之路
弹簧模型是高考中出现最多的模型，选择、实验、计算题等题中都经常出现，考查范围很广，变化较多，是考查学生推理能力、分析综合能力的热点模型。与弹簧相关的物理问题表现形式虽多，但总还是有规律可循，有方法可依。
弹簧类问题的突破点从以下三方面考虑： 1、由胡克定律 F= kx 知弹力是变力，但不能发生突变，有别于杆和绳； 2、对于和弹簧接触的物体，在接触面间弹力变为零时，它们将要分离； 3、涉及到功能问题时，一是地球、弹簧、物体构成一个系统；二是考虑列能量守恒的状态方程。
B 和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要加一竖直向上的力 F 在上面物体 A 上，使物体 A 开始向上做匀加速运
动，经 0.4s 物体 B 刚要离开地面，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内，取 g=10m/s2 ，求：
（1）此过程中所加外力 F 的最大值和最小值。
（2）此过程中外力 F 所做的功。
F
解：（1）A 原来静止时：kx1=mg
（2）在力 F 作用的 0.4s 内，初末状态的弹性势能相等，由功能关系得：
WF=mg(x1＋x2)+
1 2
m(at
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弹簧的下端刚离桌面，在此过程中，物块 2 的重力势能增加了
，物块 1 的重力势能增加了
。
〖解题思路〗
平衡时，弹簧 k2 形变。x2
m1 m2 k2
g 。上提至下端刚脱离桌面，弹簧 k2 恢复原长。
2
升高了
x2，其重力势能增量为： m2 gx2

m2 g
m1 m2 k2
g.
平衡时，弹簧
k1
收缩量 x1

三大动力学观点在力学中的综合应用--2024年高考物理大题突破(解析)

三大动力学观点在力学中的综合应用1．考查重点：动量定理、动量守恒定律与牛顿运动定律、功能关系综合解决分析多运动组合问题，有时涉及弹簧问题和传送带、板块问题。

2．考题形式：计算题。

1(2023·河南校联考模拟预测)如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定在地面上，一根轻弹簧套在杆上，下端与地面连接，上端连接带孔的质量为m 的小球B 并处信息：刚开始弹簧处于压缩状态于静止状态，质量为m 的小球A 套在杆上，在B 球上方某一高度处由静止释放，两球碰撞后粘在一起。

当A 、B 一起上升到最高点时，A 、B 的加速度大小为32g ，信息：完全非弹性碰撞信息：速度为零，弹簧形变量最大g 为重力加速度，弹簧的形变总在弹性限度内，已知弹簧的弹性势能表达式为E p =12kx 2，其中k 为弹簧的劲度系数、x 为弹簧的形变量，A 、B 两球均可视为质点。

求：(1)小球A 开始释放的位置离B 球的距离；(2)两球碰撞后，弹簧具有的最大弹性势能及两球运动过程中的最大速度；信息：释放高度相同，故与B 球碰前的速度和A 球的相同(3)若将A 球换成C 球，C 球从A 球开始静止的位置由静止释放，C 、B 发生弹性信息：弹性碰撞的特点：动量守恒，机械能守恒碰撞，碰撞后立即取走C 球，此后B 球上升的最大高度与A 、B 一起上升的最大高度相同，则C 球的质量多大。

【答案】　(1)8mg k (2)25m 2g 22k 3g m 2k (3)13m 【解析】　(1)开始时，弹簧的压缩量x 1=mg k①当A 、B 一起上升到最高点时，设弹簧的伸长量为x 2，根据牛顿第二定律kx 2+2mg =2m ·32g 解得x 2=mg k②[关键点]末状态弹簧的伸长量与初态弹簧的压缩量相同，故该过程弹性势能未变化设开始时A 、B 间的距离为h ，根据机械能守恒定律，有mgh =12mv 21③设A 、B 碰撞后一瞬间，A 、B 共同速度大小为v 2，根据动量守恒定律，有mv 1=2mv 2④从碰后一瞬间到上升到最高点，根据机械能守恒定律，有12×2mv 22=2mg (x 1+x 2)⑤解得h =8mgk 。

高三物理一轮复习知识点专题6动力学三大基本模型

精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！高三物理一轮复习知识点专题6 动力学三大基本模型—【讲】第一部分：考点梳理考点一、传送带模型考点二、板块模型考点三、弹簧模型考点一、传送带模型传送带模型传送带问题为高中动力学问题中的难点，主要表现在两方面：其一，传送带问题往往存在多种可能结论的判定，即需要分析确定到底哪一种可能情况会发生；其二，决定因素多，包括滑块与传送带间的动摩擦因数大小、斜面倾角，传送带速度、传送方向、滑块初速度的大小及方向等。

这就需要考生对传送带问题能做出准确的动力学过程分析。

传送带模型1——水平传求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。

物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻。

（典例应用1）如图所示，传送带保持以1 m/s的速度顺时针转动。

现将一质量m＝0.5 kg的物体从离传送带很近的a点轻轻地放上去，设物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.1，a、b间的距离L＝2.5 m，则物体从a 点运动到b点所经历的时间为多少？(g取10 m/s2)【答案】：g v v l μ2+或gl μ2 【解析】物块在传送带上可能经历两种运动形式，如果传送带足够长物块先匀加速到与传送带共速，然后再匀速的走完剩余的全程，如果传送带不是足够长，则物块在传送带上一直匀加速；方式一：物块先匀加速再匀速；对物块受力分析：g a ma mg μμ==...设物块从开始加速到与传送带共速需要的时间为t1，从共速到走完剩余全程需要的时间为t2；阶段一速度关系式：10at v +=...）（11g vt μ=; 阶段一位移关系式：)2(2)(212122221g v g v g at x μμμ=⨯== 阶段二速度关系式：)3(22vx t = 阶段二位移关系式：)4(2212g v l x l x μ-=-= 求得：)5(22gvv l t μ-=所以从AB 传送到B 的总时间为：)6(221gv v l t t t μ+=+= 方式二、物块在传送带上一直匀加速到另一端；对物块受力分析：g a ma mg μμ==...对物体进行运动分析，如果传送带不是足够长，物块在传送带上一直匀加速；221at l =得g lt μ2=，所以物块从A 传送到B 的时间为glt μ2=或g v v l t μ2+=方法总结：如图所示是物块在传送带上的两种运行模式，分析可知，在传送带的长度一定时，把物块从A 运送到B 端的两种方式中，t0<t1结论是：如果能够保证物体在传送带上一路匀加速，那么物体到达右端所需的时间更短.（典例应用2）如图所示，一平直的传送带以速度v ＝2m/s 匀速运动，传送带把A 处的工件运送到B 处，A 、B 相距L ＝10m ，从A 处把工件无初速地放到传送带上，经过时间t ＝6s ，能传送到B 处，求：（1）工件在传送带上加速运动过程中的加速度大小及加速运动的时间；（2）欲用最短的时间把工件从A 处传送到B 处，求传送带的运行速度至少多大？【答案】：（1）1m/s2 （2）52【解析】：对工件受力分析：g a ma mg μμ==....对工件进行运动分析：假设工件从静止释放到与传送带共速共需要经历的时间为t 速度关系：)1...(at v =代入得2=at t=2s位移关系：)2)...(6(212t v at l -+=，代入相关参数得：a=1m/s 2如果工件在传送带上一路匀加速刚好到达B 端时的速度为V ，且刚好与传送带共速，此时传送带的速度即为其临界的最小速度。

五、巧解弹簧、传送带、板块模型问题

五、破解弹簧、传送带、板块模型问题1、（2011全国卷Ⅰ）如图，在光滑水平面上有一质量为1m 的足够长的木板，其上叠放一质量为2m 的木块，假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，现给木块施加一随时间t 增大的水平力kt F =（k 是实数）,木板和木块加速度的大小分别为1a 和2a ，下列反映1a 和2a 变化的图线中正确的（）2、（2015海南卷）（多选）如图，物块a 、b 和c 的质量相同，a 和b 、b 和c 之间用完全相同的轻弹簧1S 和2S 相连，通过系在a 上的细线悬挂于固定点O ,整个系统处于静止状态，现将细线剪断，将物块a 的加速度的大小记为1a ，1S 和2S 相对于原长伸长分别记为1l ∆和2l ∆，重力加速度大小为g ，在剪断的瞬间（）A.g a 31=B.01=aC.212l l ∆=∆D.21l l ∆=∆3、（2015肇庆）（多选）物块A 、B 的质量分别为m 和m 2，用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，对B 施加向右的水平拉力F ，稳定后A 、B 相对静止在水平面上运动，此时弹簧长度为1l ；若撤去拉力F ，换成大小仍为F 的水平推力向右推A ，稳定后A 、B 相对静止在水平面上运动，弹簧长度为2l ，则下列判断正确的是（）A.弹簧的原长为3221l l + B.两种情况下，稳定时弹簧的形变量相等 C.两种情况下，稳定时两物块的加速度相等 D.弹簧的劲度系数为21l l F - 4、（多选）如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度1v 沿顺时针方向运动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，物体以恒定的速率2v 沿直线向左运动滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面上，这时速率为2v '，则下列说法正确的是（） A.若21v v >，则22v v =' B.若21v v <，则12v v =' C.只有21v v =时，才有12v v =' D.不管2v 多大，总有22v v ='5、如图甲所示,在水平地面上有一长木板B ，其上叠放木块A ，假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力和相等，用一水平力F 作用于B ，A 、B 的加速度与F 的关系如图乙所示,重力加速度2/10s m g =，则下列说法中正确的是( )A.A 的质量为kg 5.0B.B 的质量为kg 5.1C.B 与地面间的动摩擦因数为2.0D.A 、B 间的动摩擦因数为2.0（一）三类板块模型本板与物块组成的相互作用的系统统称为板块模型，板块模型是高中动力学部分中的一类重要模型，也是高考考查的重点。