高考物理动力学中的板块问题专题训练
2021高考物理新高考版一轮习题：第三章 微专题24 “板——块模型”的动力学问题(含解析)
“滑块—木板”模型问题中，靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值：a m＝F fm
m.假设两
物体同时由静止一起运动，若整体加速度小于该值，则二者相对静止，二者间是静摩擦力；若整体加速度大于该值，则二者相对滑动，二者间为滑动摩擦力．
1．(多选)(2020·云南昆明市测试)如图1甲所示，一块质量为m A＝2 kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为m B＝1 kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图象如图乙所示．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10 m/s2.则下列说法正确的是()
图1
A．滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6
B．木板与地面之间的动摩擦因数为0.1
C．F的大小可能为9 N
D．F的大小与板长L有关
2．(多选)(2019·江苏泰州市上学期期末)如图2所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上．现对木块施加一水平向右的拉力F，木块在长木板上滑行，长木板始终静止．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．则()
图2
A．μ1一定小于μ2
B．μ1可能大于μ2
C．改变F的大小，F>μ2(m1＋m2)g时，长木板将开始运动
D．改F作用于长木板，F>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动
3．(多选)(2019·广东湛江市下学期第二次模拟)如图3甲所示，在光滑水平面上，静止一质量为M的长木板，质量为m的小滑块(可视为质点)放在长木板上．长木板受到的水平拉力F与加速度a的关系如图乙所示，重力加速度大小g取10 m/s2，下列说法正确的是()
2022版高考物理专题23“滑块_木板”模型的动力学问题练习含解析
高考物理专题练习：
专题23 “滑块—木板”模型的动力学问题
1．“滑块—木板”模型问题中，靠摩擦力带动的那个物体的加速度有最大值：a m ＝
F fm
m
.假设两物体同时由静止运动，若整体加速度小于该值，则二者相对静止，二者间是静摩擦力；若整体加速度大于该值，则二者相对滑动，二者间为滑动摩擦力.2.滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；若反向运动，位移大小之和等于板长．
1．(2020·山东济南历城二中一轮复习验收)如图1所示，在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板，其上叠放一质量为m 2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F ＝kt (k 是常数)，木板和木块的加速度大小分别为a 1和a 2，下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是( )
图1
答案 A
解析 当F 比较小时，两个物体相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律可得a ＝
F
m 1＋m 2
＝
kt m 1＋m 2，a ∝t ；当F 比较大时，木块相对于木板运动，根据牛顿第二定律可得，a 1＝μm 2g
m 1，μ、m 1、m 2一定，则a 1一定，a 2＝F －μm 2g m 2＝k m 2
t －μg ，a 2是t 的线性函数，t 增大，a 2增大．由
于
k
m 1＋m 2<k
m 2
，则木块相对于木板运动后，a 2－t 图线的斜率大于两者相对静止时图线的斜率．综
上所述，A 正确．
2．(2020·安徽六安市质量检测)如图2所示，静止在水平地面上的木板(厚度不计)质量为
专题1.10 动力学中的板块问题-2020年高考物理备考微专题精准突破 Word版含解析
姓名，年级：
时间：
2020年高考物理备考微专题精准突破
专题1.10 动力学中的板块问题
【专题诠释】
1．模型特征
滑块-—滑板模型（如图a)，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次相互作用,属于多物体、多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高,故频现于高考试卷中．另外，常见的子弹射击滑板(如图b)、圆环在直杆中滑动（如图c）都属于滑块类问题,处理方法与滑块--滑板模型类似．
2．两种类型
【高考领航】
【2019·江苏高考】如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度,在B 上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左
边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求：
（1)A被敲击后获得的初速度大小v A；
(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小a B、a B′；
(3）B被敲击后获得的初速度大小v B.
【答案】（1）错误!(2)3μgμg（3）2错误!
【解析】A、B的运动过程如图所示：
(1)A被敲击后,B静止,A向右运动，由牛顿第二定律知,A的加速度大小a A＝μg
A在B上滑动时有2a A L＝v错误!
解得：v A＝错误!.
（2）设A、B的质量均为m
对齐前，A相对B滑动,B所受合外力大小
F＝μmg＋2μmg＝3μmg
由牛顿第二定律得F＝ma B，得a B＝3μg
对齐后，A、B相对静止,整体所受合外力大小F′＝2μmg
高考物理超级模型专题07板块模型(含答案解析)
高考物理超级模型专题07板块模型学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2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F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（）
A．B．
C．D．
2．如图所示，带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上，两者均保持静止,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，在t=0时刻用水平恒力F向左推小车B。已知地面光滑，A、B接触面粗糙，A所带电荷量保持不变。关于A、B的v-t图像大致正确的是（）
A．
B．
C ．
D ．
二、解答题3．
物体A 的质量m ＝1kg ，静止在光滑水平面上的平板车B 的质量为M ＝0.5kg 、长L ＝1m 。某时刻A 以v 0＝4m/s 向右的初速度滑上木板B 的上表面，在A 滑上B 的同时，给B 施加一个水平向右的拉力。忽略物体A 的大小，已知A 与B 之间的动摩擦因数µ＝0.2，取重力加速度g =10m/s 2。试求：
(1)若F =5N ，物体A 在小车上运动时相对小车滑行的最大距离；
(2)如果要使A 不至于从B 上滑落，拉力F 大小应满足的条件。
4．如图，两个滑块A 和B 的质量分别为A 1kg m =和B 5kg m =，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为10.5μ=；木板的质量为4kg m =，与地面间的动摩擦因数为20.1μ=。某时刻A 、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为0=3m/s v 。A 、B 相遇时，A 与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小2=10m /s g 。求：
高三物理专题练习题【动力学综合问题】
动力学综合问题
(45分钟100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分,1～6题为单选题,7～10题为多选题)
1.如图所示,一夹子夹住木块,在力F作用下向上提升。夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动,力F的最大值是( )
A.
B.
C.-(m+M)g
D.+(m+M)g
【解析】选A。当夹子与木块两侧间的摩擦力达到最大摩擦力f时,拉力F最大,系统向上的加速度为a。先以m为研究对象,进行受力分析,根据牛顿第二定律可知:F-2f-mg=ma,再以M为研究对象,进行受力分析,根据牛顿第二定律可知:2f
-Mg=Ma,两式联立可解得F=,A正确。
2.在一块固定的倾角为θ的木板上叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上,图乙中汉语词典在上,已知图甲
中两本书一起匀速下滑,图乙中两本书一起加速下滑。已知两本书的封面材料不同,但每本书的上、下两面材料都相同,近似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。设英语词典和木板之间的动摩擦因数为μ1,汉语词典和木板之间的动摩擦因数为μ2,英语词典和汉语词典之间的动摩擦因数为μ3,则下列说法正确的是 ( )
A.μ1>μ2
B.μ3<μ2
C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小是μ3mgcosθ
D.图甲中英语词典受到的摩擦力大小是μ2mgcosθ
【解析】选D。对图甲,对整体分析,根据共点力平衡有
2mgsinθ=μ2·2mgcosθ,对乙图,对整体分析,根据牛顿第二定律得
2mgsinθ-μ1·2mgcosθ=2ma,由两式可知μ1<μ2,故A错误。对图乙,对整体分析,有2mgsinθ-μ1·2mgcosθ=2ma,解得a=gsinθ-μ1gcosθ,对汉语词典分析,根据牛顿第二定律得mgsinθ-f=ma,解得
2023高考物理专题冲刺训练--板块模型问题
板块模型
一、动力学解决板块模型问题的思路
二、求解板块模型问题的方法技巧
1、受力分析时注意不要添力或漏力
如图，木块的质量为m，木板的质量为M，木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2.
水平恒力F作用到木块上，木块和木板分别以加速度a1、a2向右做匀加速直线运动，对木板受力分析时，不能含有F；
2、列方程时注意合外力、质量与加速度的对应关系
对木块受力分析：F－μ1mg＝ma1
对木板受力分析：μ1mg－μ2（M＋m）g＝Ma2
3、抓住关键状态：速度相等是这类问题的临界点，此时受力情况和运动情况可能发生突变.
4、挖掘临界条件，木块恰好滑到木板的边缘且达到共同速度是木块是否滑离木板的临界条件.
5、运动学公式及动能定理中的位移为对地位移；计算系统因摩擦产生的热量时用相对位移，Q＝f x相对.
三、针对训练
1.(多选)如图甲所示，一滑块置于足够长的长木板
左端，木板放置在水平地面上．已知滑块和木板的
质量均为2 kg，现在滑块上施加一个F＝0.5t(N)
的变力作用，从t＝0时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示．设最
大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是( ) A ．滑块与木板间的动摩擦因数为0.4 B ．木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2 C ．图乙中t 2＝24 s D ．木板的最大加速度为2 m/s 2
2. 如图所示，物体A 叠放在物体B 上，B 置于光滑水平面上，A 、B 质量分别为kg m A 6=.
kg m B 2=，A 、B 之间的动摩擦因数2.0=μ，开始时F=10N ，此后逐渐增大，在增大到45N
物理高考专题 巧用动力学观点,破解三类板块模型(解析版)
尖子生的自我修养系列
(一)巧用动力学观点，破解三类板块模型
木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，此类模型一个典型的特征是，物块与木板间通过摩擦力作用使物体的运动状态发生变化，同时注意分析二者之间相对地面的位移之间的关系。
[例1] 如图所示，，在木板的左端有一质量为2 kg 的小物体B ，A 、B 之间的动摩擦因数为μ＝0.2。当对B 施加水平向右的力F ＝10 N 时，求经过多长的时间可将B 从木板A 的左端拉到右端？(物体B 可以视为质点，g 取10 m/s 2)
【解析】假设二者相对静止，则对整体由牛顿第二定律得F ＝(M ＋m )a 。设A 、B 之间的摩擦力为f ，A 所受的摩擦力水平向右，对A ：f ＝Ma 。由于二者相对静止，故f 为静摩擦力，要使二者不发生相对滑动，满足f ≤μmg ，解得F ≤μmg M ＋m M
＝6 N ，由于F ＞6 N ，故B 将相对于A 发生滑动。
法一：以地面为参考系，A 和B 都做匀加速运动，且B 物体的加速度大于A 物体的加速度， B 的加速度大小：a B ＝F －μmg
m
＝3 m/s 2；
A 的加速度大小：a A ＝μmg
M
＝1 m/s 2。
B 从A 的左端运动到右端，A 、B 的位移关系满足 x 1－x 2＝L ，即12a B t 2－1
2
a A t 2＝L ，解得t ＝0.8 s 。
法二：以A 为参照物，B 相对A 的加速度a BA ＝a B －a A ，即B 相对A 做初速度为零的匀加速直线运动，相对位移大小为L ，故L ＝1
必修1 第三章 专题突破二 动力学中“传送带”和“板块”模型.doc
专题突破二动力学中“传送带”和“板块”模型
突破一“传送带”模型
考向水平传送带
分析解答问题的关键
(1)对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断。
(2)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。【例1】如图1所示，水平传送带始终以v匀速运动，现将一质量为m的物体轻放于A端，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，AB长为L，L足够长，重力加速度为g。问：
图1
(1)物体从A到B做什么运动？
(2)当物体的速度达到传送带速度v时，物体的位移多大？传送带的位移多大？
(3)物体从A到B运动的时间为多少？
(4)什么条件下物体从A到B所用时间最短？
解析(1)物体先做匀加速直线运动，当速度与传送带速度相同时，做匀速直线运动。
(2)由v＝at和a＝μg，解得t＝v μg
物体的位移x1＝1
2at
2＝
v2
2μg
传送带的位移x2＝v t＝v2μg
(3)物体从A到B运动的时间为
t总＝v
μg＋L－x1
v＝
L
v＋
v
2μg
(4)当物体从A到B一直做匀加速直线运动时，所用时间最短，所以要求传送带的速度满足v≥2μgL。
答案(1)先匀加速，后匀速(2)v2
2μg v2
μg(3)
L
v＋
v
2μg
(4)v ≥2μgL
考向 倾斜传送带
物体沿倾角为θ的传送带传送时，可以分为两类：物体由底端向上运动，或者由顶端向下运动。解决倾斜传送带问题时要特别注意mg sin θ与μmg cos θ的大小和方向的关系，进一步判断物体所受合力与速度方向的关系，确定物体运动情况。
【例2】 如图2所示，传送带以恒定速率v ＝4 m/s 顺时针运行，传送带与水平面的夹角θ＝37°。现将质量m ＝1 kg 的小物块轻放在其底端(小物块可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用F ＝10 N 的恒力拉小物块，经过一段时间物块被拉到离地面高为H ＝1.8 m 的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10 m/s 2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。
板块模型--2024年高考物理大题突破(解析版)
大题
板块模型
板块模型涉及相互作用的两个物体间的相对运动、涉及摩擦力突变以及功能、动量的转移转化。情境素材丰富多变考察角度广泛，备受高考命题人的青睐，在历年高考中都有体现多以压轴题的形式出现，所以在备考中要引起高度重视，
并要加大训练提升分析此类问题的解答水平。
动力学方法解决板块问题
1如图甲所示，
质量m =1kg 的小物块A (可视为质点)放在长L =4.5m 的木板B 的右端，开始时A 、B 两叠加体静止于水平地面上。现用一水平向右的力F 作用在木板B 上，通过传感器测出A 、B 两物体的加速度与外力F 的变化关系如图乙所示。已知A 、B 两物体与地面之间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g 取10m/s 2
。求：
(1)A 、B 间的动摩擦因数μ1；(2)乙图中F 0的值；
(3)若开始时对B 施加水平向右的恒力F =29N ，同时给A 水平向左的初速度v 0=4m/s ，则在t =3s 时A 与B 的左端相距多远。【三步审题】第一步：审条件挖隐含(1)当F >F 0时B 相对地面滑动，F 0的值为B 与地面间的最大静摩擦力大小(2)当F 0<F ≤25N 时，A 与B 一起加速运动，A 与B 间的摩擦力为静摩擦力(3)当F >25N 时，A 与B 有相对运动，A 在B 的动摩擦力作用下加速度不变第二步：审情景建模型(1)A 与B 间相互作用：板块模型(2)A 与B 的运动：匀变速直线运动
第三步：审过程选规律
(1)运用牛顿运动定律找加速度与摩擦力(动摩擦因数)的关系，并分析a -F 图像的物理意义
2020年高考物理专题精准突破 动力学中的板块问题(解析版)
2020年高考物理专题精准突破
专题动力学中的板块问题
【专题诠释】
1．模型特征
滑块——滑板模型(如图a)，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次相互作用，属于多物体、多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高，故频现于高考试卷中．另外，常见的子弹射击滑板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题，处理方法与滑块——滑板模型类似．
2．两种类型
【高考领航】
【2019·江苏高考】如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
(1)A被敲击后获得的初速度大小v A；
(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小a B、a B′；
(3)B被敲击后获得的初速度大小v B。
【答案】(1)2μgL(2)3μgμg(3)22μgL
【解析】A、B的运动过程如图所示：
(1)A被敲击后，B静止，A向右运动，由牛顿第二定律知，A的加速度大小a A＝μg
A在B上滑动时有2a A L＝v2A
解得：v A＝2μgL。
(2)设A、B的质量均为m
对齐前，A相对B滑动，B所受合外力大小
F＝μmg＋2μmg＝3μmg
由牛顿第二定律得F＝ma B，得a B＝3μg
对齐后，A、B相对静止，整体所受合外力大小F′＝2μmg
由牛顿第二定律得F′＝2ma B′，得a B′＝μg。
高考物理二轮专题1力与运动动力学两大模型——“传送带模型”和“板—块”模型
科学思维
动力学两大模型——“传送带模型”和“板—块”模型
授课提示：对应学生用书第10页
“传送带”模型和“板—块”模型是近几年高考命题的热点，如2015年全国卷ⅠT25、全国卷ⅡT25、2017年全国卷ⅢT25，都是以“板—块”模型为素材的问题．两类模型涉及弹力及摩擦力的分析判断与计算、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、动量、能量等主干知识，具有条件隐蔽、过程复杂等特点，既能训练学生的科学思维，又能联系科学、生产和生活实际，是很好的能力考查类题目的命题背景．模型一：“传送带”模型
1．模型特征
一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上运动的力学系统可看作“传送带”模型，如图(a)(b)(c)所示．
2．建模指导
(1)水平传送带问题
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．判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等．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．
(2)倾斜传送带问题
求解的关键在于分析清楚物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用．如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况．当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变．
[示例1]某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，它由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成，水平传送带长度L AB＝4 m，倾斜传送带长度L CD＝4.45 m，倾角为θ＝37°，AB和CD通过一段极短的光滑圆弧板过渡，AB传送带以v1＝5 m/s的恒定速率顺时针运转，CD传送带静止．已知工件与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2.现将一个工件(可看作质点)无初速度地放在水平传送带最左端A点处，求：
专题06 板块模型-2023年高三物理常见模型与方法强化专训专练(解析版)(解析版)
2023年高三物理常见模型与方法强化专训专练
专题06板块模型
特训目标特训内容目标1高考真题（1T—5T）
目标2无外力动力学板块模型（6T—10T）目标3有外力动力学板块模型（11T—15T）目标4利用能量动量观点处理板块模型（16T—20T）
目标5
电磁场中的块模型（21T—25T）
【特训典例】
一、高考真题
1．（2021全国卷）水平地面上有一质量为1m 的长木板，木板的左端上有一质量为2m 的物块，如图（a ）所示。用水平向右的拉力F 作用在物块上，F 随时间t 的变化关系如图（b ）所示，其中1F 、2F 分别为
1t 、2t 时刻F 的大小。木板的加速度1a 随时间t 的变化关系如图（c ）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为1μ，物块与木板间的动摩擦因数为2μ，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g 。则（
）
A ．111=F m g μ
B ．2122211
()
()m m m F g
m μμ+=
-C ．2
21
12
m m m μμ+>
D ．在20~t 时间段物块与木板加速度相等
【答案】BCD
【详解】A ．图（c ）可知，t 1时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为对象有1112()F m m g μ=+，A 错误；
BC ．图（c ）可知，t 2滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象，根据牛顿第二定律，有
211212()()F m m g m m a μ-+=+以木板为对象，根据牛顿第二定律，有221121()0
m g m m g m a μμ-+=>解得2122211()()m m m F g m μμ+=
专题动力学和能量观点综合应用板块问题传送带问题和图像问题(原卷版)
10专题：动力学和能量观点综合应用 板块问题、传送带问题和图像问题
[学习目标]
1. 会利用动力学和能量观点分析多运动组合问题.
2. 能用功能关系处理板块模型
3. 能用功能关系处理传送带模型
4. 会分析处理图像类能量变化题型
一、多过程问题 1．分析思路
① 受力与运动分析：根据物体的运动过程分析物体的受力情况，以及不同运动过程中力的变化情况； ② 做功分析：根据各种力做功的不同特点，分析各种力在不同运动过程中的做功情况；
③ 功能关系分析：运用动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律进行分析，选择合适的规律求解． 2．方法技巧
① “合”——整体上把握全过程，构建大致的运动情景；
② “分”——将全过程进行分解，分析每个子过程对应的基本规律；
③ “合”——找出各子过程之间的联系，以衔接点为突破口，寻求解题最优方案． 二、传送带模型 1．设问的角度
① 动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系．
② 能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解． 2．功能关系分析
① 功能关系分析：W ＝ΔE k ＋ΔE p ＋Q .
② 对W 和Q 的理解：①传送带克服摩擦力做的功：W ＝F f x 传； ②产生的内能：Q ＝F f x 相对． 三、板块模型
“滑块—木板”模型问题的分析方法
1．动力学分析：分别对滑块和木板进行受力分析，根据牛顿第二定律求出各自的加速度；从放上滑块到二者速度相等，所用时间相等，由t ＝Δv 2a 2＝Δv 1
2025高考物理总复习动力学中的板块模型
设经过时间t铁块运动到木板的右端,则
1
2 1 2
L= aBt - at
2
2
代入数据解得
t= 2 s。
考向二 斜面上块带动板
典题4 (2024辽宁大连模拟)滑沙运动是一种比较刺激的娱乐活动,深受小朋友
的喜爱,其运动过程可简化为如图所示的模型。长L=1.28 m、质量m0=10 kg
量m=1 kg的铁块B(可视为质点),B与A间的动摩擦因数μ2=0.3,现用一水平
恒力F作用在B上,g取10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)要保持A、B一起做匀加速运动,求力F的取值范围。
(2)若F=5 N,求铁块运动到木板右端所用的时间。
答案 (1)2 N<F≤4 N
(2) 2 s
对A、B系统,由牛顿第二定律得
F0-Ff1= + 0 a
代入数据解得
F0=4 N
a=1 m/s2
要保持A、B一起做匀加速运动,力F的取值范围是
2 N<F≤4 N。
(2)拉力F=5 N>4 N时,A、B相对滑动,A的加速度大小
a=1 m/s2
对B,由牛顿第二定律得
F-Ff2=maB
代入数据解得
sin 37°=0.6。现用力沿斜面向上匀加速拉动纸带。
(1)若在滑块到达斜面顶端前纸带被拉出,试
高考物理一轮复习 第三章 专题三 动力学中的“传送带、板块”模型教案 新人教版-新人教版高三全册物理
专题三动力学中的“传送带、板块”模型
突破1 传送带模型
考向1 水平传送带模型
(2019·某某模拟)(多选)如图所示，水平传送带A、B两端相距s ＝3.5 m，工件与传送带间的动摩擦因数μA端瞬时速度v A＝4 m/s，到达B端的瞬时速度设为v B，则(g取10 m/s2)( )
A ．若传送带不动，则v
B ＝3 m/s
B ．若传送带以速度v ＝4 m/s 逆时针匀速转动，v B ＝3 m/s
C ．若传送带以速度v ＝2 m/s 顺时针匀速转动，v B ＝3 m/s
D ．若传送带以速度v ＝2 m/s 顺时针匀速转动，v B ＝2 m/s
[审题指导] (1)若传送带顺时针转动且v 物>v 带，则传送带对物块的摩擦力为滑动摩擦力且为阻力．
(2)若传送带逆时针转动，传送带对物块的摩擦力为滑动摩擦力且为阻力．
【解析】 若传送带不动，由匀变速运动规律可知v 2
B －v 2
A ＝－2as ，a ＝μg ，代入数据解得v
B ＝3 m/s ，当满足选项B 、
C 、
D 中的条件时，工件所受滑动摩擦力跟传送带不动时一样，还是向左，加速度还是μg ，所以工件到达B 端时的瞬时速度仍为3 m/s ，故选项A 、B 、C 正确，D 错误．
【答案】 ABC
分析传送带问题的关键是判断摩擦力的方向.要注意抓住两个关键时刻：一是初始时刻，根据物块相对传送带的运动方向确定摩擦力的方向，根据受力分析确定物块的运动；二是当物块的速度与传送带速度相等时，判断物块能否与传送带保持相对静止.另外注意考虑传送带长度——判定达到共同速度(临界点)之前物块是否脱离传送带.
2021高三物理人教版一轮学案：第三单元 专题三 动力学中的“传送带、板块”模型 Word版含解析
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专题三动力学中的“传送带、板块"模型
考纲考情核心素养
►牛顿运动定律的应用
Ⅰ
►传送带模型、板块模
型.
物理观
念全国卷5年3考
高考指数★★★☆☆
►应用动力学观点分析
传送带模型及板块模型。
科学思
维
突破1 传送带模型
题型1 水平传送带模型
模型
概述
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
常见
情形
情
形
一
（1)可能一直加速
(2）可能先加速后匀速
情
形
二
(1）v0〉v时，可能一直
减速，也可能先减速再
匀速
（2)v0<v时，可能一直
加速，也可能先加速再
匀速
常见情形情
形
三
(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v0>v时，返回
速度为v,v0〈v时，返回
速度为v0
常见情形情
形
四
（1）若μg≥a0，物块
和传送带一起以加速度
a0加速运动，物块受到沿
传送带前进方向的静摩
擦力f＝ma0
(2）若μg〈a0,物块将
跟不上传送带的运动，
即物块相对于传送带向
后滑动，但物块相对地
面仍然是向前加速运动
的，此时物块受到沿传
送带前进方向的滑动摩
擦力f＝μmg，产生的加
速度a＝μg
如图所示，水平传送带两端相距x＝8 m，工
件与传送带间的动摩擦因数μ＝0。6，工件滑上A端时速度v A＝10 m/s，设工件到达B端时的速度为v B，重力加速度g取
10 m/s2。
（1)若传送带静止不动，求v B；
（2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B端吗?若不能，说明理由；若能，求到达B端时的速度v B；
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专题1.10 动力学中的板块问题
【专题诠释】
1．模型特征
滑块——滑板模型(如图a)，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次相互作用，属于多物体、多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高，故频现于高考试卷中．另外，常见的子弹射击滑板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题，处理方法与滑块——滑板模型类似．
2．两种类型
【高考领航】
【2019·江苏高考】如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
(1)A被敲击后获得的初速度大小v A；
(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小a B、a B′；
(3)B被敲击后获得的初速度大小v B。
【答案】(1)2μgL(2)3μgμg(3)22μgL
【解析】 A 、B 的运动过程如图所示：
(1)A 被敲击后，B 静止，A 向右运动，由牛顿第二定律知，A 的加速度大小a A ＝μg
A 在
B 上滑动时有2a A L ＝v 2A
解得：v A ＝2μgL 。 (2)设A 、B 的质量均为m
对齐前，A 相对B 滑动，B 所受合外力大小
F ＝μmg ＋2μmg ＝3μmg
由牛顿第二定律得F ＝ma B ，得a B ＝3μg
对齐后，A 、B 相对静止，整体所受合外力大小F ′＝2μmg 由牛顿第二定律得F ′＝2ma B ′，得a B ′＝μg 。
(3)设B 被敲击后，经过时间t ，A 、B 达到共同速度v ，位移分别为x A 、x B ，A 的加速度大小等于a A 则v ＝a A t ，v ＝v B －a B t
x A ＝1
2a A t 2，x B ＝v B t －12
a B t 2
且x B －x A ＝L
解得：v B ＝22μgL 。
【2017·高考全国卷Ⅲ】如图，两个滑块A 和B 的质量分别为m A ＝1 kg 和m B ＝5 kg ，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m ＝4 kg ，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1.某时刻A 、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v 0＝3 m/s.A 、B 相遇时，A 与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g ＝10 m/s 2
.求
(1)B 与木板相对静止时，木板的速度；
(2)A 、B 开始运动时，两者之间的距离. 【答案】 见解析
【解析】 (1)滑块A 和B 在木板上滑动时，木板也在地面上滑动．设A 、B 和木板所受的摩擦力大小分别为f 1、f 2和f 3，A 和B 相对于地面的加速度大小分别为a A 和a B ，木板相对于地面的加速度大小为a 1.在物块
B 与木板达到共同速度前有f 1＝μ1m A g ① f 2＝μ1m B g ② f 3＝μ2(m ＋m A ＋m B )g ③
由牛顿第二定律得f 1＝m A a A ④ f 2＝m B a B ⑤ f 2－f 1－f 3＝ma 1 ⑥
设在t 1时刻，B 与木板达到共同速度，其大小为v 1.由运动学公式有v 1＝v 0－a B t 1 ⑦ v 1＝a 1t 1 ⑧ 联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得v 1＝1 m/s. ⑨ (2)在t 1时间间隔内，B 相对于地面移动的距离为s B ＝v 0t 1－12
a B t 2
1 ⑩
设在B 与木板达到共同速度v 1后，木板的加速度大小为a 2.对于B 与木板组成的体系，由牛顿第二定律有f 1＋f 3＝(m B ＋m )a 2 ⑪
由①②④⑤式知，a A ＝a B ；再由⑦⑧式知，B 与木板达到共同速度时，A 的速度大小也为v 1，但运动方向与木板相反．由题意知，A 和B 相遇时，A 与木板的速度相同，设其大小为v 2.设A 的速度大小从v 1变到v 2所用的时间为t 2，则由运动学公式，对木板有v 2＝v 1－a 2t 2 ⑫
对A 有v 2＝－v 1＋a A t 2 ⑬
在t 2时间间隔内，B (以及木板)相对地面移动的距离为s 1＝v 1t 2－12a 2t 2
2 ⑭
在(t 1＋t 2)时间间隔内，A 相对地面移动的距离为s A ＝v 0(t 1＋t 2)－12
a A (t 1＋t 2)2
⑮
A 和
B 相遇时，A 与木板的速度也恰好相同．因此A 和B 开始运动时，两者之间的距离为s 0＝s A ＋s 1＋s B ⑯
联立以上各式，并代入数据得s 0＝1.9 m. (也可用如图的速度－时间图线求解) 【技巧方法】
1．通过受力分析判断滑块和木板各自的运动状态（具体做什么运动）；
2．判断滑块与木板间是否存在相对运动。滑块与木板存在相对运动的临界条件是什么？
⑴运动学条件：若两物体速度或加速度不等，则会相对滑动。
⑵动力学条件：假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出共同加速度，再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力f ；比较f 与最大静摩擦力f m 的关系，若f >f m ，则发生相对滑动；否则不会发生相对滑动。 3. 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；
4. 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．特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.
5. 计算滑块和木板的相对位移（即两者的位移差或位移和）；
6. 如果滑块和木板能达到共同速度，计算共同速度和达到共同速度所需要的时间；
7. 滑块滑离木板的临界条件是什么？
当木板的长度一定时，滑块可能从木板滑下，恰好滑到木板的边缘达到共同速度（相对静止）是滑块滑离木板的临界条件。 【最新考向解码】
【例1】(2019·河南周口市高三上学期期末)如图所示，足够长的质量M ＝2 kg 的木板静止在光滑水平地面上，质量m ＝1 kg 的物块静止在长木板的左端，物块和长木板之间的动摩擦因数μ＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g 取10 m/s 2
。现对物块施加一水平向右的恒力F ＝2 N ，则下列说法正确的是( )
A ．物块和长木板之间的摩擦力为1 N
B ．物块和长木板相对静止一起加速运动
C ．物块运动的加速度大小为1 m/s 2
D ．拉力F 越大，长木板的加速度越大
【答案】 AC
【解析】 当物块与木板之间的静摩擦力增大至最大静摩擦力时，二者恰好相对滑动，设此时的临界拉力为F 0，由牛顿第二定律有a ＝
F 0－μmg m ＝F 0M ＋m ＝μmg
M
，解得F 0＝1.5 N 。因F ＝2 N>F 0＝1.5 N ，故物块和长木板加速且相对滑动，两者之间存在滑动摩擦力，有f ＝μmg ＝1 N ，A 正确，B 错误；对物块由牛顿第二定律有F －μmg ＝ma 1，可得a 1＝1 m/s 2
，C 正确；拉力F 越大，物块的合力越大则加速度越大，但长木板受到的滑动摩擦力为1 N 恒定，故相对滑动时长木板的加速度恒定，为a 2＝
μmg M
＝0.5 m/s 2
，D 错误。 【例2】(2019·安徽六安模拟)如图所示，质量为M ＝8 kg 的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平