高中物理難點(diǎn)分類解析傳送帶模型問題[經(jīng)典](已修改)
2025-04-16 02:40 本頁面
【正文】 .. . . ..傳送帶問題難點(diǎn)突破策略：若物體是輕輕地放在了勻速運(yùn)動的傳送帶上，那么物體一定要和傳送帶之間產(chǎn)生相對滑動，物體和傳送帶一定同時受到方向相反的滑動摩擦力。關(guān)于物體所受滑動摩擦力的方向判斷有兩種方法：一是根據(jù)滑動摩擦力一定要阻礙物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢，先判斷物體相對傳送帶的運(yùn)動方向，可用假設(shè)法，若無摩擦，物體將停在原處，則顯然物體相對傳送帶有向后運(yùn)動的趨勢，因此物體要受到沿傳送帶前進(jìn)方向的摩擦力，由牛頓第三定律，傳送帶要受到向后的阻礙它運(yùn)動的滑動摩擦力；二是根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的作用效果來分析它的方向，物體只所以能由靜止開始向前運(yùn)動，則一定受到向前的動力作用，這個水平方向上的力只能由傳送帶提供，因此物體一定受沿傳送帶前進(jìn)方向的摩擦力，傳送帶必須要由電動機(jī)帶動才能持續(xù)而穩(wěn)定地工作，電動機(jī)給傳送帶提供動力作用，那么物體給傳送帶的就是阻力作用，與傳送帶的運(yùn)動方向相反。（1）若物體是靜置在傳送帶上，與傳送帶一起由靜止開始加速，若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)較大，加速度相對較小，物體和傳送帶保持相對靜止，它們之間存在著靜摩擦力，物體的加速就是靜摩擦力作用的結(jié)果，因此物體一定受沿傳送帶前進(jìn)方向的摩擦力；若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)較小，加速度相對較大，物體和傳送帶不能保持相對靜止，物體將跟不上傳送帶的運(yùn)動，但它相對地面仍然是向前加速運(yùn)動的，它們之間存在著滑動摩擦力，同樣物體的加速就是該摩擦力的結(jié)果，因此物體一定受沿傳送帶（2）前進(jìn)方向的摩擦力。（3）若物體與傳送帶保持相對靜止一起勻速運(yùn)動，則它們之間無摩擦力，否則物體不可能勻速運(yùn)動。（4）若物體以大于傳送帶的速度沿傳送帶運(yùn)動方向滑上傳送帶，則物體將受到傳送帶提供的使它減速的摩擦力作用，直到減速到和傳送帶有相同的速度、相對傳送帶靜止為止。因此該摩擦力方向一定與物體運(yùn)動方向相反。（5）若物體與傳送帶保持相對靜止一起勻速運(yùn)動一段時間后，開始減速，因物體速度越來越小，故受到傳送帶提供的使它減速的摩擦力作用，方向與物體的運(yùn)動方向相反，傳送帶則受到與傳送帶運(yùn)動方向相同的摩擦力作用。（6）若傳送帶是傾斜方向的，情況就更為復(fù)雜了，因?yàn)樵谶\(yùn)動方向上，物體要受重力沿斜面的下滑分力作用，該力和物體運(yùn)動的初速度共同決定相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢方向。例1：如圖2—1所示，傳送帶與地面成夾角θ=37176。，以10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=㎏的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=，已知傳送帶從A→B的長度L=16m，則物體從A到B需要的時間為多少？圖2—1【審題】傳送帶沿逆時針轉(zhuǎn)動，與物體接觸處的速度方向斜向下，物體初速度為零，所以物體相對傳送帶向上滑動（相對地面是斜向下運(yùn)動的），因此受到沿斜面向下的滑動摩擦力作用，這樣物體在沿斜面方向上所受的合力為重力的下滑分力和向下的滑動摩擦力，因此物體要做勻加速運(yùn)動。當(dāng)物體加速到與傳送帶有相同速度時，摩擦力情況要發(fā)生變化，同速的瞬間可以看成二者間相對靜止，無滑動摩擦力，但物體此時還受到重力的下滑分力作用，因此相對于傳送帶有向下的運(yùn)動趨勢，若重力的下滑分力大于物體和傳送帶之間的最大靜摩擦力，此時有μ＜tanθ，則物體將向下加速，所受摩擦力為沿斜面向上的滑動摩擦力；若重力的下滑分力小于或等于物體和傳送帶之間的最大靜摩擦力，此時有μ≥tanθ，則物體將和傳送帶相對靜止一起向下勻速運(yùn)動，所受靜摩擦力沿斜面向上，大小等于重力的下滑分力。也可能出現(xiàn)的情況是傳送帶比較短，物體還沒有加速到與傳送帶同速就已經(jīng)滑到了底端，這樣物體全過程都是受沿斜面向上的滑動摩擦力作用?！窘馕觥课矬w放上傳送帶以后，開始一段時間，其運(yùn)動加速度。這樣的加速度只能維持到物體的速度達(dá)到10m/s為止，其對應(yīng)的時間和位移分別為：＜16m，以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?，其加速度大小為（因?yàn)閙gsinθ＞μmgcosθ）。設(shè)物體完成剩余的位移所用的時間為，則，11m=解得：所以：?！究偨Y(jié)】關(guān)鍵是要分析好各階段物體所受摩擦力的大小和方向，若μ＞，第二階段物體將和傳送帶相對靜止一起向下勻速運(yùn)動；若L＜5m，物體將一直加速運(yùn)動。因此，在解答此類題目的過程中，對這些可能出現(xiàn)兩種結(jié)果的特殊過程都要進(jìn)行判斷。圖2—2例2：如圖2—2所示，傳送帶與地面成夾角θ=30176。，以10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=㎏的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=，已知傳送帶從A→B的長度L=16m，則物體從A到B需要的時間為多少？【審題】該題目的物理過程的前半段與例題1是一樣的，但是到了物體和傳送帶有相同速度時，情況就不同了，經(jīng)計算，若物體和傳送帶之間的最大靜摩擦力大于重力
物理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1