1、2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)全攻關(guān)專題（19）動(dòng)力學(xué)中三種典型物理模型（解析版）命題熱點(diǎn)一：“傳送帶”模型【例1】（多選）如圖所示，x軸與水平傳送帶重合，坐標(biāo)原點(diǎn)O在傳動(dòng)帶的左端，傳送帶右端A點(diǎn)坐標(biāo)為%=8m 勻速運(yùn)動(dòng)的速度 V0=5m/s, 一質(zhì)量m=1kg的小物塊，輕輕放在傳送帶上OA勺中點(diǎn)位置，小物塊隨傳動(dòng)帶運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后，沖上光滑斜面且剛好能夠到達(dá)N點(diǎn)處無(wú)機(jī)械能損失，小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,斜面上M點(diǎn)為AN的中點(diǎn)，重力加速度 g=10m/s2。則下列說法正確的是（）A. N點(diǎn)縱坐標(biāo)為 yN=1.25mB.小物塊第一次沖上斜面前，在傳送帶上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量為12.5JC.小物

2、塊第二次沖上斜面，剛好能夠到達(dá)M點(diǎn)D.在x=2m位置釋放小物塊，小物塊可以滑動(dòng)到N點(diǎn)上方【答案】ABt -0 ss 1s,運(yùn)動(dòng)的位移a 5v225x - 2a 2 5【解析】小物塊在傳送帶上勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a=w g=5 m/s 2 ,小物塊與傳送帶共速時(shí)，所用的時(shí)間12.5m<XA 4m ,故小物塊與傳送帶達(dá)到相同速度后 212以vo=5 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)到 Q然后沖上光丫t斜面到達(dá) N點(diǎn)，由機(jī)械能寸恒te律得 -mv0 mgyN ,解得yN=1.25 m,選項(xiàng)A正確；小物塊與傳送帶速度相等時(shí)，傳送帶的位移x=v0t =5X 1=5m,傳送帶受摩擦力的作用，小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)

3、生的熱量Q=f （x- Ax） =（1 mg（x- Ax） =0.5 x 10 x 2.5=12.5J ,選項(xiàng)B正確;物塊從斜面上再次回到 A點(diǎn)時(shí)的速度為5m/s,滑上傳送帶后加速度仍為5m/s2,經(jīng)過2.5m后速度減為零，然后反向向右加速，回到 A點(diǎn)時(shí)速度仍為5m/s,則仍可到達(dá)斜面上的 N點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在x=2m位置釋放小物塊，則小滑塊在傳送帶上仍滑動(dòng)2.5m后與傳送帶相對(duì)靜止，則到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度等于 5m/s,則小物塊仍可以滑動(dòng)到 N點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AR【變式1】如圖所示，水平傳送帶 A B兩端相距s=2m,工件與傳送帶間白動(dòng)摩擦因數(shù)科 =0.4 .工件滑上A端瞬時(shí)速度VA=5m/

4、s,達(dá)到B端的瞬時(shí)速度設(shè)為 vb,則（）A.若傳送帶以4m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則 VB=3m/sB.若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則VB<3m/sC.若傳送帶以2m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則 VB=3m/sD.若傳送帶以某一速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則一定VB>3m/s【解析】物體在傳送帶上做加速或減速運(yùn)動(dòng)的加速度為a=（ig=4m/s：若傳送帶以4m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則物22:242體開始時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為4m/s時(shí)的位移為s vB vA 5 1125m ,然后物體隨傳送帶勻2a 2 4速運(yùn)動(dòng)，故達(dá)到 B端的瞬時(shí)速度為 4m/s,故A錯(cuò)誤；若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則物體在傳送帶上做減速 運(yùn)動(dòng)，到

5、達(dá)B端時(shí)的速度為vB JvA 2aL 舊 2 4 2m/s=3m/s,故B錯(cuò)誤；若傳送帶以2m/s順 時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)，由B選項(xiàng)可知因?yàn)榈竭_(dá) B端的速度為VB=3m/s,故最后物體到達(dá) B端的速度為VB=3m/s,故C正確；因?yàn)楫?dāng)傳送帶以某一速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若物體一直減速，則到達(dá)B端的速度為3m/s只有當(dāng)傳送帶的速度大于 3m/s時(shí)到達(dá)右端的速度才可能是 v3m/s,故D錯(cuò)誤，故選Co 命題熱點(diǎn)二：“等時(shí)圓模型”【例2】如圖所示，PQ為圓的豎直直徑，AQ BQ CQ為三個(gè)光滑斜面軌道， 分別與圓相交于 A B C三點(diǎn).現(xiàn) 讓三個(gè)小球（可以看作質(zhì)點(diǎn)）分別沿著AQ BQ CQ軌

6、道自端點(diǎn)由靜止滑到 Q點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)的平均速度分別為 vi、 v2和v3.貝U有：（）A. V2>Vi>V3B. Vi>V2>V3C. V3> V1 > V2D. V1 > V3> V2【答案】A解析 設(shè)任一斜面的傾角為 0 ,圓槽直徑為d.根據(jù)牛頓第二定律得到：a=gsin 0 ,斜面的長(zhǎng)度為x= dsin0,則由x =，得t- 隹2等一 = 2d可見，物體下滑時(shí)間與斜面的傾角無(wú)關(guān)，則有 ti =2V a V gsin e g gxt 2= t 3,根據(jù) V =1）因 X2>Xl>X3 ,可知 V2>Vl>V3）故選 A.【變

7、式2】如圖所示，豎直半圓環(huán)中有多條起始于A點(diǎn)的光滑軌道，其中 AB通過環(huán)心O并保持豎直.一質(zhì)點(diǎn)分別自A點(diǎn)沿各條軌道下滑，初速度均為零.那么，質(zhì)點(diǎn)沿各軌道下滑的時(shí)間相比較（）A.無(wú)論沿圖中哪條軌道下滑，所用的時(shí)間均相同B.質(zhì)點(diǎn)與占著與 AB夾角越大的軌道下滑，時(shí)間越短C.質(zhì)點(diǎn)沿著軌道 AB下滑，時(shí)間最短D.軌道與AB夾角越小（AB除外），質(zhì)點(diǎn)沿其下滑的時(shí)間越短【答案】A 命題熱點(diǎn)三：“滑塊一一木板”模型【例3】如圖所示，質(zhì)量為 M=2 kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.5 m的木板靜止在光滑的水平面上，木板上右端放著一可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊，小滑塊的質(zhì)量為m=1 kg，小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2。若用水

8、不拉力 F作 用在木板上，取 g=10 m/s 2,則下列說法正確的是A. F=8 N時(shí)，小滑塊與木板保持相對(duì)靜止B. F=10 N時(shí)，小滑塊與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)C. F=12 N時(shí)，小滑塊從木板上滑下所需的時(shí)間為2 sD. F=12 N時(shí)，小滑塊從木板上滑下時(shí)木板的動(dòng)量大小為10 kg m/s【答案】BD【解析】以小滑塊為研究對(duì)象，由牛頓第二定律 mg2mam ,得小滑塊的最大加速度為 amg 2 m/s ,以整體為研究對(duì)象，小滑塊在木板上滑動(dòng)時(shí)的最小拉力為Fo (M m)am 6 N , a項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；F mg21212右F 12 N ,則木板的加速度大小為 a 5m/s ,由L -a

9、t - amt得小滑塊從木板上滑M22下所需的時(shí)間為t 1s, C項(xiàng)錯(cuò)誤；小滑塊從木板上滑下時(shí)，木板的動(dòng)量大小為p (F mg)t 10kg m/s, d項(xiàng)正確?！咀兪?】如圖所示，質(zhì)量相等的物塊 A和B疊放在水平地面上，左邊緣對(duì)齊. A與B、B與地面間的動(dòng)摩 擦因數(shù)均為 g先敲擊A A立即獲得水平向右的初速度，在 B上滑動(dòng)距離L后停下.接著敲擊 B, B立即獲 得水平向右的初速度， A、B都向右運(yùn)動(dòng)，左邊緣再次對(duì)齊時(shí)恰好相對(duì)靜止，此后兩者一起運(yùn)動(dòng)至停下.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.求：(1) A被敲擊后獲得的初速度大小VA；(2)在左邊緣再次對(duì)齊的前、后,B運(yùn)動(dòng)加速度的大小a

10、B、aB' ；(3) B被敲擊后獲得的初速度大小Vb.【答案】 2卜gL (2)3匐 匐(3)2"2wgL解析（1）由牛頓第二定律知，A加速度的大小aA=wg 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得 2baL= va2解得 Va= 2 w gL;（2）設(shè)A B的質(zhì)量均為 m對(duì)齊前，B所受合外力大小F=3 mg由牛頓第二定律 F= ma,彳導(dǎo)3b= 3g對(duì)齊后，A B所受合外力大小F' =2mg由牛頓第二定律 F = 2ma',得aB' =（ig；（3）設(shè)經(jīng)過時(shí)間t , A B達(dá)到共同速度v,位移分別為xa、xb, A加速度的大小為 aA貝U v= aAt , v=vb

11、aBt1212xa= 2aAt , xb= vBt -2aBt且 XB XA= L解得 Vb= 2 2 gL .課時(shí)精練：一、雙基鞏固練1.（多選）如圖1所示，一長(zhǎng)L = 1m的水平傳送帶以 仃二之皿%的恒定速率沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，一質(zhì)量初二用電的物塊以玲=1m s的速率沿直線向左滑上傳送帶，經(jīng)過一段時(shí)間后物塊離開了傳送帶，已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)H = 重力加速度g取lOmd,則以下判斷正確的是（）A.經(jīng)過=匕后物塊從傳送帶的左端離開傳送帶B.經(jīng)過工=靠后物塊從傳送帶的右端離開傳送帶C.在t時(shí)間內(nèi)傳送帶對(duì)物塊做的功為 -4JD.在t時(shí)間內(nèi)由于物塊與

12、傳送帶間摩擦而產(chǎn)生的熱量為16J【答案】BD【解析】當(dāng)物塊滑上傳送帶后，受到傳送帶向右的摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律有拙=押0，代入數(shù)據(jù)可得物塊加速度大小 a=1m/s2,方向向右，設(shè)物塊速度減為零的時(shí)間為11,則有。二色？一歐1。代入數(shù)據(jù)解得ti=1s;物塊向左運(yùn)動(dòng)的位移有 爐聲:2ax，代入數(shù)據(jù)解得x = 0,5m < L = 1m,故物塊沒有從傳送帶左端離開；當(dāng)物 塊速度減為0后向右加速，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知再經(jīng)過is從右端離開傳送帶，離開時(shí)速度為im/s,在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t=2ti=2s,故A錯(cuò)誤，B正確；在t=2s時(shí)間內(nèi)，物塊速度大小不變， 即動(dòng)能沒有改變， 根據(jù)動(dòng)能定理可

13、知傳送帶對(duì)物塊做的功為0,故C錯(cuò)誤；由前面分析可知物塊在傳送帶上向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳送帶的位移為 物= 2x 山，當(dāng)物塊在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，時(shí)間相同傳送帶的位移也等于Xi,故整個(gè)過程傳送帶與物塊間的相對(duì)位移為Ax = （5 +笨）+ Qj一期=2m +a5m+ 2m4m ,在t時(shí)間內(nèi)由于物塊與傳送帶間摩擦而產(chǎn)生的熱量為。比小0/才=。.1聶4興16J ,故D正確。故選BD>2、如圖2所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿， a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的 最高點(diǎn)，d點(diǎn)為圓周的最低點(diǎn).每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán) （圖中未畫出），三個(gè)滑環(huán)A B、C分別從a、b、 c處由靜止

14、開始釋放，用 ti、t2、t3依次表示滑環(huán) A B C到達(dá)d點(diǎn)所用的時(shí)間，則（ ）圖4B. t i >t 2>t 3A. t i<t2<t 3C t 3>ti>t 2D. ti = t 2= t 3【答案】D解析 如圖所示，滑環(huán)在下滑過程中受到重力mgW干的支持力Fn作用.設(shè)桿與水平方向的夾角為 0,根據(jù)牛頓第二定律有 m（sin 8 = ma得加速度大小a= gsin 。.設(shè)圓周的直徑為 D,則滑環(huán)沿桿滑到d點(diǎn)的位移大小x= Dsin 9 ,由x=2at2,解得t=可見，滑環(huán)滑到d點(diǎn)的時(shí)間t與桿的傾角8無(wú)關(guān)，即三 2g個(gè)滑環(huán)滑到d點(diǎn)所用的時(shí)間相等，選項(xiàng) D

15、正確.3、如圖3所示，AB和CD為兩條光滑斜槽，它們各自的兩個(gè)端點(diǎn)均分別位于半徑為R和r的兩個(gè)相切的圓上，且斜槽都通過切點(diǎn) P.設(shè)有一重物先后沿兩個(gè)斜槽從靜止出發(fā)，由 A滑到B和由C滑到D,所用的時(shí)間 分別為tl和t2,則tl與t2之比為（）A. 2 ： 1 B . 1 ： 1 C. 亞 1D, 1 ：黃【答案】B4.（多選）如圖4所示，質(zhì)量 M= 2 kg的足夠長(zhǎng)木板靜止在光滑水平地面上，質(zhì)量m= 1 kg的物塊靜止在長(zhǎng)木板的左端，物塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1 ,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2.現(xiàn)對(duì)物塊施加一水平向右的恒力F=2 N,則下列說法正確的是（）A.

16、物塊和長(zhǎng)木板之間的摩擦力為B.物塊和長(zhǎng)木板相對(duì)靜止一起加速運(yùn)動(dòng)C.物塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1 m/s 2D.拉力F越大，長(zhǎng)木板的加速度越大【答案】AC解析 物塊對(duì)長(zhǎng)木板的摩擦力使木板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)M與m之間達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)此時(shí)水平恒力為Fo,由牛頓第二定律有 a=F0- mg=上=上黃 解得Fo=1.5 N .因F=2 N>Fo=1.5 N ,故兩 mM+ m M者有相對(duì)滑動(dòng)，物塊和長(zhǎng)木板之間為滑動(dòng)摩擦力，有Ff= mg= 1 N,故A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)物塊，由牛頓第二定律F-（1 mg= ma,可得ai= 1 m/s2,故C正確；拉力F越大，物塊的合力越大，則加速度越大，但長(zhǎng)

17、木板受到的滑動(dòng)摩擦力為 1 N,保持恒定，則相對(duì)滑動(dòng)時(shí)木板的加速度恒定為22=上滬 03m/s 2，故D錯(cuò)誤.二、綜合提升練：5.（多選）如圖5所示，長(zhǎng)木板放置在水平面上， 一小物塊置于長(zhǎng)木板的中央，長(zhǎng)木板和物塊白質(zhì)量均為 m物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為木板與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為:，已知最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小4相等，重力加速度為 g.現(xiàn)對(duì)物塊施加一水平向右的拉力F,則木板加速度 a大小可能是（）A. 0 B.2Vg C " D fg3,22m 4【答案】ACD解析 若F較小時(shí)，木板和物塊均靜止，則木板的加速度為零，選項(xiàng) A正確；若物塊和木板之間不發(fā)生相F- - 2mg= 2ma

18、解對(duì)滑動(dòng)，物塊和木板一起運(yùn)動(dòng)，對(duì)木板和物塊組成的整體，根據(jù)牛頓第二定律可得: 3 F 1得：a=2mr4g,選項(xiàng)d正確；右物塊和木板之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)木板，水平萬(wàn)向受兩個(gè)摩擦力的作用,根據(jù)牛頓第二定律，有：mg-；，2mg= ma解彳導(dǎo):a =竽，選項(xiàng)C正確.6 .(多選)如圖6甲所示，一滑塊置于足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)木板左端，木板放置在水平地面上.已知滑塊和木板的質(zhì)量均為2 kg ,現(xiàn)在滑塊上施加一個(gè) F=0.5t (N)的變力作用，從t = 0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，滑塊所受摩擦力隨時(shí) 間變化的關(guān)系如圖乙所示.設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度g取10 m/s：則下列說法正確的是()A.滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4B.木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2C.圖乙中t2=24 sD.木板的最大加速度為2 m/s2【答案】ACDFfm 8 解析由題圖乙可知，滑塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力為8 N,則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=m = 20 =0.4 ,選項(xiàng)A正確.由題圖乙可知11時(shí)刻木板相對(duì)地面開始滑動(dòng)，此時(shí)滑塊與木板相對(duì)靜止，則木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=Fmg = 40=0.1，選項(xiàng)b錯(cuò)誤.t2時(shí)