变换参照物分析物块在传送带上的运动情况-论文.pdf

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1、中学物理Vo1．32No．192014年10月变换参照物分析物块在传送带上的运动情况江宁、(南通市第三中学江苏南通226001)mQ过一粗糙的静止一土—一，一物块从某曲面上的点自由滑下，通过一粗糙的静止mnz一传送带后，落到地面上的P点，如图1所示，若传送带沿逆时针物块在传送带上的运动时间可根据位移方程求出方向转动起来，仍把该物块放在Q根据s=+Q点自由滑下，那么A．它仍落在P点将数据代人：一，B．它将落在P点左边C．它将落在P点右边图1可得物块运动时间为t：二_二(￡的另一解为传送gD．无法判断落点位置，因为带无限长时，物块在传送带上减速为零后随传送带又返

2、回至位它可能不落到地面上移为的时间，此解舍去．)初步分析物块从斜面滑下来，当传送带静止时，在水平取传送带为参照物，物块的初速度为+，物块与传送带方向受到与运动方向相反的摩擦力，物块将做匀减速直线运之间的相对位移为+130t，设物块相对传送带的末速度为由动，离开传送带时做平抛运动最后落在p点；当传送带逆时针于物块在运动方向上只受摩擦力作用，竖直方向上重力与支持转动时物体相对传送带还是向前运动，受到滑动摩擦力方向与力平衡，根据动能定理，可得下列方程运动方向相反，物体做匀减速直线运动，离开传送带时，也做平1．1．抛运动，由于物块所受的摩擦力只与压力和接触面的粗糙程

3、度-~-mv一÷m(0+")=一fs=一Ixmg(L+vt)，有关，与相对速度无关，所以物块离开逆时针转动的传送带时，将时间代入，可得与传送带不动时的抛出速度相同，故还落在P点．因此答案121选A．了一下m(。+)：一mg(L+)，二二但是，学生在学习了《功》这一节后，会产生这样一个疑解方程求出物块相对传送带的末速度问：传送带静止时，物块在传送带上克服摩擦力做功为卢(为／—V~o-2—1xgL+口Vt=,v．两个传送轮间距)；如果传送带以的速度逆时针转动时，物块当取大地为参照物时，物块的末速度为与传送带之间的相对摩擦距离为+vt(t为物块在传送带上的运动时间

4、)，物块在传送带上克服摩擦力做功应为．厂(+)，所一=、，大小与其经过静止的传送带后的末速度相等．以相比传送带静止时克服摩擦力做功多，为什么物块离开传送经计算可得：无论传送带静止，还是逆时针转动，物块最终带时的速度与原来相等?在传送带上的末速度相等．所以，物块离开传送带后平抛距离产生这种疑问的原因在于学生混淆了参照物，而参照物的相等．对比两次计算，以大地为参照物计算起来要方便得多．不同，物块的相对速度和相对位移就不同．下面分别以大地和此题还可拓展为：传送带沿顺时针方向转动起来求该物块传送带为参照物来解决以上的疑问．的最终落点．但物块相对传送带的运动情况就要讨

5、论了，方便计算一A设物块滑上传送带时初速度为，离开传送带起见，取大地为参照物：时末速度为，物块与传送带之间的摩擦系数为，两个传送轮(1)当物块滑上传送带时，传送带的速度等于物块速度，之间的距离为L，重力加速度为g，由于物块在运动方向上只受二者相对静止，没有摩擦力作用，物块做匀速直线运动，离开传摩擦力作用，竖直方向上重力与支持力平衡，根据动能定理，送带做平抛的初速度比传送带不动时的大，水平位移也大，所1．1可得-f-mv一．=二1-m2一=一=一tzmgL，以落在P点的右边；(2)当物块滑上传送带时，传送带的速度大于物块速度，最终可得物块末速度为=,／vo~一

6、2ggL．有两种情况，一是物块始终做匀加速直线运动，二是物块先做计算一B当传送带以的速度逆时针转动时，只要取大匀加速直线运动，当物块速度等于传送带的速度时，物块再做地为参照物，分析过程与上相同．由于物块相对大地的运动与匀速直线运动．由于离开传送带做平抛的初速度比传送带不动传送带的速度无关，所以最终物块末速度为=,／V~o—Z．时的大，这两种情况下，物块的落点都在P点右边．计算二A如果以传送带为参照物，当传送带静止时，分(3)当物块滑上传送带时，传送带的速度小于物块速度，析过程与上相同，最终物块末速度为=~／一L．也有两种情况，一是物块一直减速，计算情况类同于

7、上述的计计算二B当传送带以的速度逆时针转动时，先取大地算一B或计算二B；二是先减速到与传送带等速后再匀速．第一为参照物，物块在运动方向上的加速度为种情况物块还落在P点，第二种情况物块落在P点的右边．·69·