【正文】 滑動摩擦力使行李開始做勻加速運動。 木箱做減速運動的加速度的大小為 a＝ 6m/s2 木箱做減速運動到速度為零所通過的路程為 mmmmavx 220 ?????? 即留下 5mm 長的摩擦痕跡。因此該題的重點應(yīng)在對物體相對運動的情景分析、相對位移的求解上，需要較高的分析綜合能力。 方法二： 第一階段：傳送帶由靜止開始加速到速度 v0，設(shè)經(jīng)歷時間為 t，煤塊加速到 v， 有 v ta00? ① v gtat ??? ② 傳送帶和煤塊的位移分別為 s1 和 s2， 201 21 tas ? ③ 222 2121 gtats ??? ④ 第二階段：煤塊繼續(xù)加速到 v0，設(shè)經(jīng)歷時間為 t? ， 有 v 0 v gt? ??? ⑤ 傳送帶和煤塊的位移分別為 s3 和 s4 ， 有 30s vt?? ⑥ 24 12s vt gt????? ⑦ 傳送帶上留下的黑色痕跡的長度 4231 ssssl ???? 由以上各式得 2000()2v a gl ag???? 【小結(jié)】本方法的思路是分兩段分析兩物體的運動情況，分別對兩個物體的兩個階段求位移，最后再找相對位移關(guān)系。接下來煤塊還要繼續(xù)加速到 0v ，傳送帶則以 0v 做勻速運動。乍看不是傳送帶的題目，但處理方 法與例題 6 幾乎完全相同。通過分析并畫出圖 2— 8 丙。突破方法是引導(dǎo)學(xué)生分析有滑動摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的物理過程，使“只要有滑動摩擦力做功的過程，必有內(nèi)能轉(zhuǎn)化”的知識點在學(xué)生頭腦中形成深刻印象?！庇涀∵@個結(jié)論，一旦遇到有滑動摩擦力存在的能量轉(zhuǎn)化過程就立即想到它?！边@一結(jié)論，然后再根據(jù)物體和傳送帶的運動情況來求二者相對滑動的距離。因為物體在該過程中的對地位移與傳送帶相對物體的位移大小是相等的。 【解析】 剛開始時，合力的大小為 F 合 1＝ mgsin37186。(s1s2) ＝－ ， 全過程中生的熱 Q＝ f 每個箱子在 A 處投放后，在到達(dá) B 之前已經(jīng)相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑動 (忽略經(jīng) BC 段時的微小滑動 )。 在這段時間內(nèi)，傳送帶克服摩擦力做的功大于摩擦力對貨箱做的功 (這功轉(zhuǎn)變?yōu)樨浵涞膭幽?)，兩者之差即為摩擦發(fā)的熱 。 題中給出在時間 T 內(nèi)運送的小貨箱有 N 只，這是說，我們在 D 處計數(shù)，當(dāng)?shù)?1 只貨箱到達(dá) D 處時作為時刻 t=0，當(dāng)?shù)?N 只貨箱到達(dá) D 處時恰好 t=T。 要通過對描述的研究，抓住關(guān)鍵，把問題理想化、簡單化，這本身就是一種分析問題、處理問題的能力 。 第 26 頁 共 26 頁 傳送帶的 傾斜 段的作用是把貨箱提升 h 高度 。 求解物理題，不能依賴于套用解題方法，不同習(xí)題的解題方法都產(chǎn)生于對物理過程的分析和對基本概念的正確理解和應(yīng)用。 雖然頭腦中存有勻變速直線運動的公式，但不一定會把它們?nèi)〕鰜砑右允褂?。 T 時間內(nèi)電動機輸出的功為 TPW? ⑧ 此功用于增加 N 個小貨箱的動能、勢能和使小貨箱加速時程中克服摩擦力發(fā) 的熱，即有 NQN m g hN m v21W 20 ??? ⑨ N 個小貨箱之間的距離為 (N－ 1)L，它應(yīng)等于傳送帶在 T 時間內(nèi)運動的距離，即有 NLL)1N(Tv 0 ??? ⑩ 因 T 很大 ， 故 N 亦很大 。 以上分析都是在假定已知傳送帶速度 0v 的條件下進(jìn)行的，實際上傳送帶的速度是未知的 。 盡管作用于貨箱跟作用于傳送帶的摩擦力的大小是相等的，但小貨箱與傳送帶運動的路程是不同的，因為兩者之間有滑動 。 現(xiàn)將大量的質(zhì)量均為 m 的小貨箱一個一個在 A 處放到傳送帶上，放置時初速為零，經(jīng)傳送帶運送到 D 處， D 和 A 的高度差為 h。 （另一個解 t2＝－ 3s 舍去） 摩擦力所做的功 W＝ μ mgcos37186。這一階段木塊相對于傳送帶向后運動，受到的摩擦力方向向前，合外力沿斜面向前；第二段：木塊的速度 vv0。在綜合性題目中用到該過程時，則直接用結(jié)論即可。 所謂傳送帶克服摩擦力做功，歸根到底是電動機在維持傳送帶速度不變的過程中所提供的 。 x 板 很顯然 x 物 ＞ x 板 ，滑動摩擦力對物體做的負(fù)功多，對長板做的正功少，那么物體動能減少量一定大于長板動能的增加量，二者之差為Δ E=μ mg（ x 物 — x 板 ） =μ mg （ 3）突破難點 3 第 3 個難點也應(yīng)屬于思維上有難度的知識點。 圓盤向右加速運動的距離為 x1，桌布向右加速運動的距離為21L+x1?，F(xiàn)突然以恒定加速度 a 將桌布抽離桌面，加速度方向是水平的且垂直于 AB 邊?！边@就說明第一階段傳送帶的加速度 0a 大于煤塊的加速度 g? 。 設(shè)在煤塊的速度從 0 增加到 v0 的整個過程中，傳送帶和煤塊移動的距離分別為 s0 和 s，有 180。求此黑色痕跡的長度。木箱剛放在傳送帶 上時，相對于傳送帶的速度 v=,方向水平向左。設(shè)皮帶的速度為 V0，物體做初速為零的勻加速直線運動，末速為 V0，其平均速度為 V0/2，所以物體的對地位移 x 物 =20tV， 傳送帶對地位移 x 傳送帶 =V0t，所以 A、 B 兩點分別運動到如圖 2— 5 乙所示的 A＇、 B＇位置，物體相對傳送帶的位移也就顯而易見了， x 物 =2傳送帶x，就是圖乙中的 A＇、 B＇間的距離，即傳送帶比物體多運動的距離，也就是物體在傳送帶上所留下的劃痕的長度。 本題的一種錯解就是： 221atL? 所以：aLt 2?= 該時間小于正確結(jié)果 ，是因為物體加速到 10m/s 時，以后的運動是勻速運動，而錯誤結(jié)果是讓物體一直加速運動，經(jīng)過相同的位移，所用時間就應(yīng)該短。 【總結(jié)】 該題目的關(guān)鍵就是要分析好第一階段的運動位移，看是否還要分析第二階段。 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： , savt ??? 21 ?? as ? ＜ 16m 以后物體受到的摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏希浼铀俣却笮榱悖ㄒ驗?mgsinθ＜μ mgcosθ）。 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： ,1s10101 savt ??? 第 13 頁 共 26 頁 圖 2— 2 m52 21 ?? as ? ＜ 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?mgsinθ＞μ mgcosθ）。因此該摩擦力方向一定與物體運動方向相反。通過對不同類型題目的分析練習(xí)，讓學(xué)生做到準(zhǔn)確靈活地分析摩擦力的有無、大小和方向。 所以 正確答案為： A、 C 再以整體法分析： Ｍ對地面的壓力和地面對 M 的支持力是 一對作用力和反作用力，大小相等，方向相反。 再 隔離 B， 豎直方向上 B 物體受重力 G 、 由牛頓第三定律得， B 受到 A 對它的向上的摩擦力 fAB 、 C 對它的向上的摩擦力 fCB ， 以及 水平方向上 A 對它的壓力 NAB和 C 對它的壓力 NCB。假設(shè)墻是光滑的，Ａ物體相對墻將下滑，也就是說Ａ物體相對墻有向下的運動趨勢，所以墻對Ａ有豎直向上的摩擦力 f 墻 。 【解析】 A、 B、 C 三物體的受力如圖圖 1— 14 乙所示 【總結(jié)】 用隔離法分析物體受力分析最常用的方法，分析時應(yīng)將研究的物體單獨拿出來，不要都畫在一起，以免出現(xiàn)混亂。如圖 1— 13 乙所示 【總結(jié)】 受力分析時應(yīng)按步驟分析，桿受的各力應(yīng)畫在實際位置上。 B 對 A 的 摩擦力與 A 對 B 的 摩擦力是一對作用力和反作用力， 根據(jù) 牛頓第三定律， B 受到 A 對它的 靜摩擦力 方向向左。以 A 物體為研究對象： A 物體在豎直方向上受重力和支持力，二者平衡，假設(shè)在水平方向上 A 受到 B 對它的靜摩擦力，該力的方向一定沿水平方向，這樣無論靜摩擦力方向向左或向右，都不可能使 A 物體處于平衡狀態(tài)，這與題中所給 A 物體處于勻速運動 狀態(tài)相矛盾，故 A 物體不受 B 對它的靜摩擦力。 【審題】 本題中 假設(shè) A、 B 間接觸面是光滑的 ，當(dāng) F 使物體 B 向右加速時，物體 A 由于慣性將保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)很短時間后它們的相對位置將發(fā)生變化，即物體 A 相對 B有向左的運動，也 就是說在原來相對靜止時，物體 A 相對于 B 有向左的運動 趨勢 ，所以 A受到 B 對它的 靜摩擦力 方向向右（與 A 的實際運動方向相同）。若能發(fā)生，則這個相對運動的方向就為原來靜止時兩物體間的相對運動 趨勢 的方向。 3．判斷摩擦力的有、無 摩擦力 的 產(chǎn)生條件 為：（ 1）兩 物體相互接觸 ，且 接觸面粗糙 ；（ 2） 接觸面 間有擠壓；（ 3）有 相對運動 或 相對運動趨勢 例 5： 如圖 1— 8 所示， 判斷下列幾種情況下物體 A 與 接觸面 間 有、無摩擦力。（ 1） 小車 靜止時，球處于平衡狀態(tài)，所受合外力為零，因重力豎直向下，所以桿對球的彈力 F 豎直向上，大小等于球的重力 mg，如圖 1— 7 甲所示。 圖 b 中 B 處為點與曲面接觸，發(fā)生的形變?yōu)檠匕霃椒较蛳蛲獍?，要恢?fù)形變就得沿半徑向上凸起， C 處為點與平面接觸， C 處碗的形變的方向為斜向下壓，要恢復(fù)形變就得沿垂直桿的方向向上，所以 B 處桿受的彈力為垂直過接觸點的 切面 沿半徑指向圓心， C 處桿受的彈力為垂直桿向上。 【總結(jié)】 彈力 有、無 的判斷是難點，分析時常用 “假設(shè)法” 并結(jié)合 “物體的運動狀態(tài)”分析。 即可以先假設(shè)有 彈力 ，分析是否符合物體所處的運動狀態(tài)。但有的形變明顯，有的不明顯。第一，徹底隔離研究對象。 （ 5） 為了使問題簡化，常忽略某些次要的力 。 b．次畫已知力 c． 再畫接觸力 — （彈力和摩擦力）：看 研究 對象跟 周圍 其他物體有幾個接觸點（面），先對某個接觸點（面）分析，若有擠壓，則畫出彈力，若還有相對運動或相對運動的趨勢，則再畫出摩擦力。這樣勢必在學(xué)生心理上會形成障礙 。第 1 頁 共 26 頁 高中物理 1難點強行突破 ? 難點之一 物體受力分析 一、難點形成原因： 力是物體間的相互作用。 教學(xué)要求 不 符合學(xué)生的實際，要求過高，想一步到位，例如：一開始就給學(xué)生講一些受力個數(shù)多、且又難以分析的物體的受力情況等。 分析它受到周圍其他物體對它的作用力 第 2 頁 共 26 頁 a．先畫重力：作用點畫在物體的重心，方向豎直向下。 （ 4）可看成質(zhì)點的物體，力的作用點可畫在重心上，對有轉(zhuǎn)動效果的物體，則力應(yīng)畫在實際位置上。 要防止多畫力。防范辦法是要按規(guī)律作 三、分類例析 1．彈力有、無的判斷 彈力的產(chǎn)生條件是接觸且發(fā)生彈性形變。 【解析】 圖 a中接觸面對 球沒有彈力 ；圖 b中 斜面對小球有支持力 法 2：根據(jù)“物體的 運動狀態(tài)”分析 彈力 。 再如例 1 的 a 圖中，若斜面對 球有彈力 ，其方向應(yīng)是垂直斜面且指向球，這樣球也不會處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以斜面對 球 也沒有 彈力 作用。 【審題】 圖 a 中接觸處為面面接觸，由于物體受重力作用，會對斜面斜向下擠壓，斜面要恢復(fù)形變，應(yīng)垂直斜面斜向上凸起， 對物體有垂直斜面且指向物體斜向上的彈力。分析時應(yīng)根據(jù)不同的運動狀態(tài)具體分析。 【總結(jié)】 桿對球的彈力 方向不一定沿桿，只有當(dāng)加速度向右且 a= gtanθ時，桿對小球的彈力才沿桿的方向，所以在分析物體與桿固定連接或用軸連接時，物體受桿的彈力方向應(yīng)與 運 動狀態(tài)對應(yīng)并 根據(jù)物體平衡條件或牛頓第二定律求解。 即假設(shè)接觸 面光滑，看原來相對靜止的物體間能發(fā)生怎樣的相對運動。 例 7： 如圖 1— 10 所示，物體 A 疊放在物體 B 上，水平地面光滑，外力 F 作用于物體 B 上使它們一起運動，試分析兩物體受到的靜摩擦力的方向。 【審題】 本題分析摩擦力時應(yīng)根據(jù)物體所處的運動狀態(tài)。 例 6 中地面光滑， F 使物體 A、 B 一起向右加速運動， A 物體的加速度和整體相同，由牛頓第二定律 F=ma 得 A 物體所受合外力方向一定向右，