专题16滑块木板模型和传送带（解析版）-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第三章 牛顿运动定律
专题 16 滑块木板模型和传送带
第一部分 知识点精讲
一、滑块—滑板模型
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。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．分析“板块”模型时要抓住一个转折和两个关联
二。传送带
（一）水平传送带模型
情景 1
(1)可能一直加速
(2)可能先加速后匀速
情景 2
(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
情景 3
(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返
回时速度为 v，当 v0<v返回时速度为 v0
（二）　倾斜传送带模型
情景 1
(1)可能一直加速
(2)可能先加速后匀速
情景 2
(1)可能一直加速
(2)可能先加速后匀速
(3)可能先以 a1加速后再以 a2加速
情景 3
(1)可能一直加速
(2)可能一直匀速
(3)可能先加速后匀速
(4)可能先减速后匀速
(5)可能先以 a1加速后再以 a2加速
(6)可能一直减速
情景 4
(1)可能一直加速
(2)可能一直匀速
(3)可能先减速后反向加速
(4)可能先减速，再反向加速，最后匀速
(5)可能一直减速
（三）传送带问题的破解之道
(1)对于传送带问题，分析物体受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力以及摩擦力的方向，
是解决问题的关键。
(2)分析摩擦力时，先要明确“相对运动”，而不是“绝对运动”。二者达到“共速”
的瞬间，是摩擦力发生“突变”的“临界状态”。如果遇到水平匀变速的传送带，或者倾
斜传送带，还要根据牛顿第二定律判断“共速”后的下一时刻物体受到的是滑动摩擦力还
是静摩擦力。　 　　
第二部分 最新高考题精选
1. （2021 高考全国乙卷） 水平地面上有一质量为
m1
的长木板，木板的左端上有一质量为
m2
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
F1
、
F2
分别为
、
t2
时刻
F
的大小。木板的加速度
a1
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
μ1
，物块与木板间的动摩
擦因数为
μ2
。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（ ）
图（a） 图（b） 图（c）
A.
F1=μ1m1g
B.
F2=m2（m1+m2）
m1
（μ2− μ1）g
C.
μ2>m1+m2
m2
μ1
D. 在
0t2
时间段物块与木板加速度相等
【参考答案】CD
本题通过物块木板模型，分别以 F——t 图像和 a——t 图像给出解题信息，考查考生综合
分析能力、科学思维能力。
【学科素养】本题考查的学科素养主要是物理观念中的运动和相互作用观念，考生要能够
用牛顿运动定律分析，能从物理学的运动和相互作用的视角分析解决问题。
【解题思路】由（c）可知，在 0~t1时间内，木板加速度为零，木板静止。在 t1~t2 时间内，
木板加速度逐渐增大，t2 时间后，木板加速度为恒量。由图（b），根据力 F随时间变化图
像的面积表示冲量可知，在 0~t1时间内，物块与木板之间摩擦力为静摩擦力，物块静止，
木板静止。在 t1~t2时间内，物块与木板之间摩擦力为静摩擦力，物块静止，木板滑动，选
项D正确；把物块和木板看作整体，在 t1 时刻，牛顿第二定律，F1- μ,1（m1+m2）g=0，解
得：F1-=μ,1（m1+m2）g，选项 A错误；t2 时间后，物块相对于木板滑动，木板所受的滑动
摩擦力为恒力，做匀加速直线运动。设 t2 时刻木板加速度为 a，在 t2 时刻，对木板，由牛
顿第二定律，μ2m2g- μ,1（m1+m2）g=（m1+m2）a，显然，μ2＞ ，选项 C正确；
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