新高考物理三轮冲刺秘籍04 滑块板块模型和传送带模型（原卷版）.doc

秘籍04滑块木板模型和传送带模型

一、滑块木板模型

1．模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动．

2．位移关系：如图所示，滑块由木板一端运动到另一端的过程中，设板长为L，滑块(可视为质点)位移大小为x块，滑板位移大小为x板。

同向运动时：L＝x块－x板．

反向运动时：L＝x块＋x板．

3.判断滑块和模板运动状态的技巧：

“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：am＝eq\f(Ffm,m).假设两物体同时由静止开始运动，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。

4．技巧突破点

(1)由滑块与木板的相对运动来判断“板块”间的摩擦力方向．

(2)当滑块与木板速度相同时，“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动)．

5．分析板块模型的思路

二、传送带模型

1．水平传送带

情景

滑块的运动情况

传送带不足够长

传送带足够长

一直加速

先加速后匀速

v0v时，一直加速

v0v时，先加速再匀速

v0v时，一直减速

v0v时，先减速再匀速

滑块一直减速到右端

滑块先减速到速度为0，后被传送带传回左端．

若v0v返回到左端时速度为v0，若v0v返回到左端时速度为v.

2．倾斜传送带

情景

滑块的运动情况

传送带不足够长

传送带足够长

一直加速(一定满足关系gsinθμgcosθ)

先加速后匀速

一直加速(加速度为gsinθ＋μgcosθ)

若μ≥tanθ，先加速后匀速

若μtanθ，先以a1加速，后以a2加速

v0v时，一直加速(加速度为gsinθ＋μgcosθ)

若μ≥tanθ，先加速后匀速；若μtanθ，先以a1加速，后以a2加速

v0v时，一直减速(加速度为gsinθ－μgcosθ)

若μ≥tanθ，先减速后匀速；若μtanθ，先以a1减速，后以a2加速

(摩擦力方向一定沿斜面向上)

gsinθμgcosθ，一直加速；

gsinθ＝μgcosθ，一直匀速

gsinθμgcosθ，一直减速

先减速到速度为0后反向加速到原位置时速度大小为v0

3．划痕问题：滑块与传送带的划痕长度Δx等于滑块与传送带的相对位移的大小，若有两次相对运动且两次相对运动方向相同，Δx＝Δx1＋Δx2(图甲)；若两次相对运动方向相反，Δx等于较长的相对位移大小．(图乙)

4.功能关系分析：

(1)功能关系分析：W＝ΔEk＋ΔEp＋Q。

(2)对W和Q的理解

传送带克服摩擦力做的功：W＝fx传；

产生的内能：Q＝fx相对。

【题型一】滑块木板模型

【典例1】（2024·四川成都·二模）如图，一质量为SKIPIF10的木板静止在水平地面上，一质量为SKIPIF10的滑块（可视为质点）以SKIPIF10的水平速度从木板左端滑上木板，木板始终保持静止。木板足够长，滑块与木板间的动摩擦因数为SKIPIF10，木板与地面间的动摩擦因数为SKIPIF10（未知），重力加速度大小取SKIPIF10，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）

A．地面对木板的摩擦力方向水平向右

B．地面对木板的摩擦力大小为SKIPIF10

C．SKIPIF10可能为0.12

D．整个过程中，滑块与木板间因摩擦产生的热量为SKIPIF10

【典例2】（2024·广西贵港·模拟预测）如图（a）所示，一质量为SKIPIF10的长木板静置于粗糙水平面上，其上放置一质量未知的小滑块，且长木板与小滑块之间接触面粗糙。小滑块受到水平拉力SKIPIF10作用时，用传感器测出小滑块的加速度SKIPIF10与水平拉力SKIPIF10的关系如图（b）实线所示。已知地面与长木板的动摩擦因数为0.2，重力加速度SKIPIF10，下列说法正确的是（）

??

A．小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.6

B．当水平拉力增大时，小滑块比长木板先相对地面发生滑动

C．小滑块的质量为SKIPIF10

D．当水平拉力SKIPIF10时，长木板的加速度大小为SKIPIF10

【典例3】（23-24高三上·新疆·阶段练习）如图