有关高考物理中传送带的难点分析及解决方法

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1、有关高考物理中传送带的难点分析及解决方法　　摘要：传送带问题综合了摩擦力、相对运动、能量关系等知识，是高中物理解题的一个难点，在高考中也容易成为难题和易错题。解决传送带问题，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析，即由静态→动态→终态分析和判断，对其全过程做出合理分析、推论，进而从力的观点、动量观点、能量转化守恒角度去思考，挖掘题中隐含的条件和关键语句，从而找到解题突破口和切入点。　　关键词：高考物理；传送带；物理解题　　中图分类号：G634.

2、7文献标识码：A文章编号：1673-8500（2012）11-0148-01　　一、受力分析问题　　难点形成的原因是对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何，等等，这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清；解决这一问题的方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等等。通过对不同类型题目的分析练习，让学生做到准确灵活地分析摩擦力的有无、大小和方向。　　例如：如图1所示，一质量为m的货物放在倾角为α的传送带一起向上或向下做加速运动。设

3、加速度为α5，试求两种情形下货物所受的摩擦力F。　　解析：物体m向上加速运动时，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物体随传送带向上加速运动，传送带对货物的摩擦力F必定沿传送带向上。物体随传送带向下加速运动时，摩擦力的方向要视加速度的大小而定，当加速度为某一合适值时，重力沿斜面向下的分力恰好提供了所需的合外力，则摩擦力这零；当加速度大于这一值时，摩擦力F应沿传送带向下；当加速度小于这一值时，摩擦力F应沿传送带向上。　　当物体随传送带向上加速运动时，由牛顿第二定律得：F-mgsinα=ma　　所以F=mgsin

4、α+ma，方向沿斜面向上。　　物体随传送带F向下加速运动时，设沿传送带向上，由牛顿第二定律得：mgsinα-F=ma　　所以F=mgsinα-ma。　　当agsinα时，F<0，与所设方向相反，即沿斜面向下。　　通过例题可知，当传送带上物体所受摩擦力方向不明确时，可先假设摩擦力向某一方向，然后应用牛顿第二定律导出表达式，再结合具体情况进行讨论。　　二、传送带的相对运动问题　　难点形成的原因是对于物体相对地

5、面、相对传送带分别做什么样的运动，判断错误。此类问题应属于思维上有难度的知识点，解决方法是灵活运用“力是改变物体运动状态的原因”5这个理论依据，对物体的运动性质做出正确分析，判断好物体和传送带的加速度、速度关系，画好草图分析，找准物体和传送带的位移及两者之间的关系。　　例如：一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为u。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕

6、迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。　　解析：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速a度小于传送带的加速度a0。根据牛顿定律，可得a=ug：设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0，煤块则由静止加速到，有v0=a0t，v=at　　由于a　　设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s0和s，有：s0aot2+v0tt，s=　　传送带上留下的黑色痕迹的长度l=s0-s　　由以上各式得l=　　三、传送带的能量关系问题　　此类问

7、题难点形成的原因是对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面，出现能量转化不守恒的错误过程。解决这一问题的基础是弄清有哪些能量参与了转化，并找出发生这些能量转化的原因。另外，准确地求出货箱动能的增量及势能增量和产生的内能间的关系，是解决此类问题的关键。5　　例如一传送带装置示意如图2所示，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切，现将大量的质量均为的m小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速度为零，经

8、传送带运送到，D和A的高度差为h，稳定工作时的传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T内，其运送小货箱的数目为N，这种装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦，求电动机的平均输出功率P。　　解析：在传送稳定的情况下，在一定时间内将有一定数量