高中物理難點(diǎn)分類解析傳送帶模型問題(經(jīng)典)

1、圖2—1圖2—2傳送帶問題傳送帶問題難點(diǎn)突破策略：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

2、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

3、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；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

4、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（，因此物體一定受沿傳送帶（2）前進(jìn)方向的摩擦力。）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，）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）

5、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。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，）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，

6、傳送帶則受到與傳送帶運(yùn)動方向相同的摩擦力作用。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，）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。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=37，以10ms的速度逆時針轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端輕

7、輕地放一個質(zhì)量m=0.5㎏的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，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】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

8、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

9、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2ms10cossin???mmgmga???。這樣的加速度只能維持到物體的速度達(dá)到10ms為止，其對應(yīng)的時間和位移分別為：1s10101savt???m5221??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椋ㄒ驗(yàn)閙gsinθ＞μmgcosθ）。22m

10、s2cossin???mmgmga???。設(shè)物體完成剩余的位移2s所用的時間為2t，則22220221tats???，11m=10222tt?解得：)s(11s12212舍去或???tt所以：s2s1s1???總t。【總結(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＞0.75，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

11、斷。例2：如圖2—2所示，傳送帶與地面成夾角θ=30，以10ms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=0.5㎏的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.6，已知傳送帶從A→B的長度L=16m，則物圖2—5Ot2t11tv0v圖2—6本題的一種錯解就是：221atL?所以：aLt2?=9.13s，該時間小于正確結(jié)果16.66s，是因?yàn)槲矬w加速到10ms時，以后的運(yùn)動是勻速運(yùn)動，而錯誤結(jié)果是讓物體一直加速運(yùn)動，經(jīng)過相同的位移，所用

12、時間就應(yīng)該短。突破難點(diǎn)2第2個難點(diǎn)是對于物體相對地面、相對傳送帶分別做什么樣的運(yùn)動，判斷錯誤。對輕輕放到運(yùn)動的傳送帶上的物體，由于相對傳送帶向后滑動，受到沿傳送帶運(yùn)動方向的滑動摩擦力作用，決定了物體將在傳送帶所給的對輕輕放到運(yùn)動的傳送帶上的物體，由于相對傳送帶向后滑動，受到沿傳送帶運(yùn)動方向的滑動摩擦力作用，決定了物體將在傳送帶所給的滑動摩擦力作用下，做勻加速運(yùn)動，直到物體達(dá)到與皮帶相同的速度，不再受摩擦力，而隨傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動。

13、滑動摩擦力作用下，做勻加速運(yùn)動，直到物體達(dá)到與皮帶相同的速度，不再受摩擦力，而隨傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動。傳送帶一直做勻送帶一直做勻速直線運(yùn)動，要想再把兩者結(jié)合起來看，則需畫一運(yùn)動過程的位移關(guān)系圖。速直線運(yùn)動，要想再把兩者結(jié)合起來看，則需畫一運(yùn)動過程的位移關(guān)系圖。如圖2—5甲所示，A、B分別是傳送帶上和物體上的一點(diǎn)，剛放上物體時，兩點(diǎn)重合。設(shè)皮帶的速度為V0，物體做初速為零的勻加速直線運(yùn)動，末速為V0，其平均速度為V02，所以物體的對地

14、位移x物=20tV，傳送帶對地位移x傳送帶=V0t，所以A、B兩點(diǎn)分別運(yùn)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(yùn)動的距離，也就是物體在傳送帶上所留下的劃痕的長度。例題例題6：一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）：一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為?。初

15、始時，傳送帶與煤塊都是靜止的。。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0a0開始運(yùn)動，當(dāng)其速度達(dá)到開始運(yùn)動，當(dāng)其速度達(dá)到v0v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色后，便以此速度做勻速運(yùn)動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。【審題】傳送帶開始階段也

16、做勻加速運(yùn)動了，后來又改為勻速，物體的運(yùn)動情況則受傳送帶的運(yùn)動情況制約，由題意可知，只有μg＜a0才能相對傳送帶滑動，否則物體將與傳送帶一直相對靜止?！窘馕觥糠椒ㄒ唬焊鶕?jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對滑動，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓運(yùn)動定律，可得ga??，設(shè)經(jīng)歷時間t，傳送帶由靜止開始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有tav00?，tav?，由于aa0，故vv0，煤塊繼續(xù)受到滑動摩擦

17、力的作用。再經(jīng)過時間t，煤塊的速度由v增加到v0，有0tavv??，此后，煤塊與傳送帶運(yùn)動速度相同，相對于傳送帶不再滑動，不再產(chǎn)生新的痕跡。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210200tvtas??，202vsa?，傳送帶上留下的黑色痕跡的長度ssl??0，由以上各式得2000()2vaglag????。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

18、ta00?①，vgtat???②，傳送帶和煤塊的位移分別為s1和s2，20121tas?③，2222121gtats???④，第二階段：煤塊繼續(xù)加速到v0，設(shè)經(jīng)歷時間為t?，有v0vgt????⑤，傳送帶和煤塊的位移分別為s3和s4，有30svt??⑥，2412svtgt?????⑦，傳送帶上留下的黑色痕跡的長度4231ssssl????，由以上各式得2000()2vaglag????。方法三：傳送帶加速到v0，有00vat?①，傳送帶