重难点07 板块模型和传送带模型的综合应用-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练（新高考通用）（解析版）.docx

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重难点07板块模型和传送带模型

【高分技巧】

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。

（建议用时：40分钟）

一、单选题

1．（2024·江苏南通·模拟预测）如图所示，水平面上一滑块压在一张纸上，将纸匀速抽出，滑块向前移动一段距离后停止。若换一质量更大的滑块，压在纸上的同一位置，将纸以相同的速度抽出，已知两滑块与纸、水平面之间的动摩擦因数相同，则（）

??

A．纸抽出的时间变长 B．纸抽出的时间变短

C．抽纸过程拉力做功变多 D．抽纸过程拉力做功不变

【答案】C

【知识点】常见力做功与相应的能量转化、没有其他外力的板块问题

【详解】AB．设滑块的质量为m，则滑块与纸之间的摩擦力大小为，纸抽出过程中，根据牛顿第二定律可知

解得滑块的加速度大小为

纸抽出过程中，物块相对纸的位移

两次将纸以相同的速度抽出，滑块压在纸上的同一位置，即x、相同，加速度相同，所以两次的纸抽出的时间相同，AB错误；

CD．纸抽出时，滑块的速度

加速度a与时间t相同，所以滑块的速度相同，而第二次滑块与纸之间的摩擦力增大，两者的相对位移不变，所以因摩擦产生的热量增大，根据能量守恒可得抽纸过程拉力做功变多，故C正确，D错误。

故选C。

2．（2024·全国·模拟预测）如图所示，足够长的长木板A放在光滑的水平面上，另一物体B静止在长木板A的右端，t=0时刻对A施加水平向右且随时间均匀增大的力F（F=kt），t0时刻A、B共同运动的速度为v0，2t0时刻撤去力F，由于A、B间存在摩擦，经过一段时间两者再次达到相同速度，则下列说法正确的是（）

A．A、B发生相对滑动前，B的加速度保持不变

B．二者最后共速时速度为2v0

C．A、B发生第一次相对滑动一定在t0~2t0之间

D．A与B的质量一定相等

【答案】C

【知识点】受变化外力的板块问题

【详解】A．A、B发生相对滑动前，A、B的加速度相同，根据牛顿第二定律

由此可知，加速度随时间均匀增大，故A错误；

B．0~t0、0~2t0，根据动量定理可得

由于2t0时刻撤去力F，A、B组成的系统动量守恒，则

所以

所以二者最后共速时速度为4