銜接點(diǎn)29 動(dòng)力學(xué)中的板塊問題和傳送帶模型（原卷版）

銜接點(diǎn)29動(dòng)力學(xué)中的板塊問題和傳送帶模型課程標(biāo)準(zhǔn)初中初中無該知識點(diǎn)高中1.建立板塊模型的分析方法.2.能運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律處理板塊問題．3.會對傳送帶上的物體進(jìn)行受力分析，掌握傳送帶模型的一般分析方法.4.能正確解答傳送帶上的物體的運(yùn)動(dòng)問題．高中物理新知識、新模型知識點(diǎn)一板塊模型1．模型概述：一個(gè)物體在另一個(gè)物體上，兩者之間有相對運(yùn)動(dòng)．問題涉及兩個(gè)物體、多個(gè)過程，兩物體的運(yùn)動(dòng)速度、位移間有一定的關(guān)系．2．解題方法(1)明確各物體對地的運(yùn)動(dòng)和物體間的相對運(yùn)動(dòng)情況，確定物體間的摩擦力方向．(2)分別隔離兩物體進(jìn)行受力分析，準(zhǔn)確求出各物體在各個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的加速度(注意兩過程的連接處加速度可能突變)．(3)物體之間的位移(路程)關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口．求解中應(yīng)注意聯(lián)系兩個(gè)過程的紐帶，即每一個(gè)過程的末速度是下一個(gè)過程的初速度．3．常見的兩種位移關(guān)系滑塊從木板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程中，若滑塊和木板同向運(yùn)動(dòng)，則滑離木板的過程中滑塊的位移與木板的位移之差等于木板的長度；若滑塊和木板相向運(yùn)動(dòng)，滑離木板時(shí)滑塊的位移和木板的位移大小之和等于木板的長度．特別注意：運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中的位移都是對地位移．4．注意摩擦力的突變當(dāng)滑塊與木板速度相同時(shí)，二者之間的摩擦力通常會發(fā)生突變，由滑動(dòng)摩擦力變?yōu)殪o摩擦力或者消失，或者摩擦力方向發(fā)生變化，速度相同是摩擦力突變的一個(gè)臨界條件．知識點(diǎn)二傳送帶問題1．傳送帶的基本類型傳送帶運(yùn)輸是利用貨物和傳送帶之間的摩擦力將貨物運(yùn)送到其他地方，傳送帶模型涉及摩擦力的判斷、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)知識的綜合運(yùn)用．有水平傳送帶和傾斜傳送帶兩種基本模型．2．傳送帶模型分析流程3．常見類型及物體運(yùn)動(dòng)情況(1)水平傳送帶常見類型及物體運(yùn)動(dòng)情況類型物體運(yùn)動(dòng)情況(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(1)v0>v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0＝v時(shí)，一直勻速(3)v0<v時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速(1)傳送帶較短時(shí)，物體一直減速到達(dá)左端(2)傳送帶足夠長時(shí)，物體先向左減速再向右加速回到右端(2)傾斜傳送帶常見類型及物體運(yùn)動(dòng)情況類型物體運(yùn)動(dòng)情況(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速再以a2加速4.注意求解的關(guān)鍵在于根據(jù)物體和傳送帶之間的相對運(yùn)動(dòng)情況，確定摩擦力的大小和方向．當(dāng)物體的速度與傳送帶的速度相等時(shí)，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變，速度相等前后對摩擦力的分析是解題的關(guān)鍵．初、高中物理銜接點(diǎn)1.板塊模型，要對板和塊分別受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)問題。2.傾斜傳送帶向下傳送物體，當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)與傳送帶速度相等時(shí)：1若μ≥tanθ，物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)；2若μ<tanθ，物體不能與傳送帶保持相對靜止，物體將以較小的加速度a＝gsinθ－μgcosθ繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng).例題1.如圖所示，在光滑的水平地面上有一個(gè)長為0.64m、質(zhì)量為4kg的木板A，在木板的左端有一個(gè)大小不計(jì)、質(zhì)量為2kg的小物體B，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，當(dāng)對B施加水平向右的力F＝10N時(shí)，求：(g取10m/s2)(1)A、B的加速度各為多大？(2)經(jīng)過多長時(shí)間可將B從木板A的左端拉到右端？例題2.如圖所示，物塊A、木板B的質(zhì)量均為m＝10kg，不計(jì)A的大小，木板B長L＝3m．開始時(shí)A、B均靜止．現(xiàn)使A以水平初速度v0從B的最左端開始運(yùn)動(dòng)．已知A與B、B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1＝0.3和μ2＝0.1，g取10m/s2.\(1)發(fā)生相對滑動(dòng)時(shí)，A、B的加速度各是多大？(2)若A剛好沒有從B上滑下來，則A的初速度v0為多大？例題3.如圖所示，繃緊的水平傳送帶足夠長，始終以恒定速率v1＝2m/s沿順時(shí)針方向運(yùn)行．初速度為v2＝4m/s的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶，小物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，g＝10m/s2，若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，求：(1)小物塊在傳送帶上滑行的最遠(yuǎn)距離；(2)小物塊從A處出發(fā)再回到A處所用的時(shí)間．例題4.某飛機(jī)場利用如圖所示的傳送帶將地面上的貨物運(yùn)送到飛機(jī)上，傳送帶與地面的夾角θ＝30°，傳送帶兩端A、B的距離L＝10m，傳送帶以v＝5m/s的恒定速度勻速向上運(yùn)動(dòng)．在傳送帶底端A輕放上一質(zhì)量m＝5kg的貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))，貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),2).求貨物從A端運(yùn)送到B端所需的時(shí)間．(g取10m/s2)一、單選題1．如圖所示，一個(gè)長度、質(zhì)量的木板靜止在光滑的水平面上，木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取?，F(xiàn)對物塊施加一水平向右的恒定拉力F，使物塊相對木板向右滑動(dòng)。則下列說法正確的是（）A．拉力B．物塊離開木板時(shí)速度的最小值為4m/sC．物塊離開木板的最短時(shí)間為1sD．木板獲得的最大速度為2m/s2．如圖所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，現(xiàn)對A施加一水平拉力F，則（）A．當(dāng)時(shí)，A、B都相對地面靜止B．當(dāng)時(shí)，A的加速度為C．無論F為何值，B的加速度不會超過D．當(dāng)時(shí)，A相對B才開始滑動(dòng)3．如圖所示，質(zhì)量為kg、長度為的長木板放在水平桌面上，右端放有一質(zhì)量為，長度可忽略的小木塊，已知小木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，木板與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，開始時(shí)小木塊、木板均靜止，某時(shí)刻起給木板施加一水平向右的恒定，取，則木塊從開始運(yùn)動(dòng)到離開木板所經(jīng)歷的時(shí)間為（）A．1s B．2s C．3s D．4s4．如圖所示，質(zhì)量M=3kg，長L=2m的木板靜止在光滑水平面上，木板上右端放一個(gè)小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），小滑塊的質(zhì)量m=1kg，小滑塊和木板之間的動(dòng)摩擦因素μ=0.2。若用水平向左的拉力F作用在木板上，取g=10m/s2，則下列說法正確的是（）A．F=4N時(shí)，滑塊的加速度大小為2m/s2B．F=6N時(shí)，小滑塊與木板發(fā)生相對滑動(dòng)C．F=14N時(shí)，小滑塊會從木板上滑下D．把木板從小滑塊下面抽出，水平拉力F必需滿足F>2N5．2023年2月中國快遞同比提升11.1%，總體來看行業(yè)規(guī)模實(shí)力有所增強(qiáng)，服務(wù)能力穩(wěn)步提升，發(fā)展態(tài)勢持續(xù)向好。某快遞公司為了提高效率，使用電動(dòng)傳輸機(jī)輸送快件如圖所示，水平傳送帶AB長度L=5.25m，始終保持恒定速度v=1m/s運(yùn)行，在傳送帶上A處輕輕放置一快件（可視為質(zhì)點(diǎn)），快件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，快件由靜止開始加速，與傳送帶共速后做勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)B處，忽略空氣阻力，重力加速度取g=10m/s2，下列說法正確的是（）A．快件所受摩擦力的方向與其運(yùn)動(dòng)方向始終相反B．快件先受滑動(dòng)摩擦力作用，后受靜摩擦力作用C．快件與傳送帶的相對位移為0.5mD．快件由A到B的時(shí)間為5.5s6．如圖所示，水平傳送帶以恒定的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量為m=10kg的箱子在水平傳送帶上由靜止釋放，經(jīng)過6s后，箱子滑離傳送帶，箱子的v-t圖像如圖所示，對于箱子從靜止釋放到相對傳送帶靜止這一過程，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．箱子與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5B．箱子對傳送帶做功為-45JC．傳送帶對箱子做功為180JD．箱子與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為45J7．紅嶺中學(xué)飯?zhí)玫摹凹t嶺粉”聞名天下，紅嶺學(xué)子在享受美味后把餐具放在指定的傳送帶處。如圖所示，某餐具靜止放在傳送帶上最左端，若傳送帶順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)且足夠長，則（）A．餐具一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．加速階段，傳送帶的速度越快，餐具的加速度越大C．加速階段，傳送帶對餐具做正功，餐具對傳送帶做負(fù)功D．傳送帶的速度越快，餐具到達(dá)最右端的時(shí)間越短8．如圖所示，足夠長的傾斜傳送帶沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一滑塊從斜面頂端由靜止釋放后一直做加速運(yùn)動(dòng)。則（）A．滑塊受到的摩擦力方向保持不變B．滑塊的加速度保持不變C．若減小傳送帶的傾角，滑塊可能先做加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)D．若傳送帶改為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊可能先做加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)9．如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面的夾角為θ，當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，一小木塊以一定初速度從傳送帶的頂端沿著傳送帶向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊的速度大小減小至v0時(shí)，傳送帶突然啟動(dòng)沿順時(shí)針方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是（）A．啟動(dòng)傳送帶后物塊的加速度大小一定始終不變B．物塊在運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦力可能為0C．若物塊與傳送帶能夠共速，則共速后物塊一定和傳送帶相對靜止D．物塊在運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦力的方向可能沿傳送帶向下10．如圖甲所示，足夠長的勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶的傾角為θ，在傳送帶上某位置輕輕放置一物塊，結(jié)果物塊的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，其中、已知。重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A．物塊可能沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)B．物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)大于tanθC．時(shí)間后物塊的加速度大小為D．若傳送帶反轉(zhuǎn)，則物塊將一直以大小為的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)二、多選題11．如圖甲所示，一質(zhì)量為M的長木板靜置于光滑水平面上，其上放置質(zhì)量為m的小滑塊。木板受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測出其加速度a，得到如圖乙所示圖像。最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，取，則（）A．滑塊的質(zhì)量 B．木板的質(zhì)量C．當(dāng)時(shí)滑塊加速度為2 D．滑塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.412．如圖所示，在傾角為的斜面上，質(zhì)量為的物體A和質(zhì)量為的物體B疊放在一起，A、B一起沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。平行斜面向下的外力F作用在物體B上。已知A、B始終保持相對靜止，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度g取，則拉力F的大小可能為（

）A．10N B．20N C．30N D．40N13．如圖甲所示，一質(zhì)量為M的長木板靜置于光滑水平面上，其上放置質(zhì)量為m的小滑塊。木板受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測出其加速度a，得到如圖乙所示a?F圖像。最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，取g=10m/s2，則（）A．滑塊的質(zhì)量m=4kgB．木板的質(zhì)量M=0.5kgC．當(dāng)F=8N時(shí)滑塊加速度為2m/s2D．滑塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.414．如圖甲所示，質(zhì)量的物塊和質(zhì)量的長木板置于傾角為且足夠長的斜面上，時(shí)對長木板施加沿斜面向上的拉力，使長木板和物塊由靜止開始沿斜面上滑，作用一段時(shí)間后撤去拉力。已知長木板和物塊始終保持相對靜止，兩者上滑時(shí)速度的平方與位移之間的關(guān)系圖像如圖乙所示，，，重力加速度取。則下列說法正確的是（）A．長木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.35B．拉力F的作用時(shí)間為2sC．拉力F的大小為13.5ND．物塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)可能為0.8815．疫情時(shí)期孝感市各類醫(yī)療物資緊張，一方有難八方支援，很快各類物資運(yùn)抵孝感，為提高轉(zhuǎn)運(yùn)效率運(yùn)輸部門使用了傳送帶裝置。如圖所示，傳送帶與水平方向夾角為θ，以速度v0順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。志愿者將某防疫物資輕放在傳送帶下端的A點(diǎn)（可以認(rèn)為初速度為零），經(jīng)傳送帶運(yùn)送到與上端B點(diǎn)等高的平臺上，再運(yùn)走。已知傳送帶與物資間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，列說法正確的是（