传送带上物体的摩擦力

传送带上物体的摩擦力传送带上物体的摩擦力 翻阅近年高考试题 不乏传送带问题 传送带问题常常涉及三方面的问题 即物体通过传送带的时间问题 物体在传送带上遗留痕迹问题 以及物体在传 送带上的摩擦力问题 本文所要阐述的是物体在传送带上的摩擦力问题 分析物体在传送带上的摩擦力 首先要弄清以下三个问题 1 物体在传送带上参照物的选取 传送带上物体的摩擦力 要以与物体接触的传送带为参照物 不要以地面 或相对于地面静止的物体为参照物 2 物体在传送带上确定摩擦力方向的方法 判断物体在传送带上的摩擦力方向 关键是分清物体相对传送带是相对滑 动 还是有相对运动趋势 如果是相对运动 则物体受到的滑动摩擦力方向与 物体相对传送带滑动的方向相反 如果有相对运动趋势 一般用假设法先确定 物体相对传送带的运动趋势方向 最后根据静摩擦力方向与相对运动趋势方向 相反来确定物体受到的静摩擦力方向 确定物体相对传送带运动趋势的方法 即假设物体与传送带的接触面突然 变成光滑 在这一条件下开始分析 若物体与传送带的速度仍相同 说明物体 与传送带之间无相对运动趋势 若物体与传送带的速度不同 再进一步分析出 物体相对传送带的速度方向 则该方向就是物体相对传送带的运动趋势方向 3 物体在传送带上摩擦力的大小 计算物体与传送带之间的滑动摩擦力用计算 水平传送带上 FN等 于物体重力大小 倾斜传送带上 FN等于物体重力沿垂直于传送带方向的分力 计算传送带上物体的静摩擦力大小 没有现成的公式计算 一般根据平衡 知识或牛顿第二定律确定 例 1 图 1 中传送带上部水平 长为 L 以速度向右匀速运动 今有一质 量为 m 的物块以不同的速度 v 滑上皮带左端 试分析以下情况物块受到的摩擦 力方向 1 v 0 2 3 4 图 1 解析 1 v 0 时 物块相对地面静止 假设接触面光滑 则物块相对 传送带向左运动 即物块相对运动趋势向左 故物块受到的静摩擦力方向向右 如果传送带足够长 在这个静摩擦力作用物块加速 直到物块速度等于传送带 速度之后 物体将不再受摩擦力 而与传送带一同匀速 若 v 0 物块与传送带相对滑动 则物块受到向右的滑动摩擦力开始加速 如果传送带足够长 当速度增加到时 物块就不再受到摩擦力 2 时 物块相对传送带向左运动 物块受到向右的滑动摩擦力开 始加速 如果传送带足够长 当速度达到等于后 物块就不受摩擦力作用 3 时 物块与传送带保持相对静止 无相对运动趋势 不受摩擦 力 4 时 物块相对传送带向右运动 物块受到向左的滑动摩擦力开 始减速 如果传送带足够长 当速度减到等于后 物块就不受摩擦力作用 例 2 如图 2 所示 传送带与地面倾角为 37 传送带长度为 16m 传送带 以 10m s 的速度顺时针转动 在传送带上端 A 点无初速地释放一质量为 0 5kg 的物体 它与传送带之间的动摩擦因数为 0 5 已知 求物体受到摩 擦力作用的时间 解析 1 将物体轻放于 A 端时 其受力如图 3 所示 摩擦力的方向与皮 带传送方向相同 由牛顿第二定律得 解得 由运动学公式 得 即经过 1s 时间物体的速度与 皮带的速度相同 物体与传送带速度相同瞬间 因为 物体不能匀速运 动 即不能保持与传送带静止 故还受到滑动摩擦力作用 只不过改为方向沿 传送带向上 物体受力如图 4 所示 由牛顿第二定律得 解得 因为开始 1s 内物体的位移为 故剩下的位移 在这 11m 内 物体将以的初速度 的加速度做匀加速运 动 由运动学公式 得 答案 物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下的时间为 1s 沿传送带向上的 时间也为 1s 点评 1 本题如果传送带与地面角度 符合 则物体在达到与传送带速度相同以后 物体受到 的摩擦力为沿传送带向上的静摩擦力 其大小就等于 物体保持与传送 带相对静止 直到传送带最底端 B 2 如果物体要通过传送带运送到高处 且传送带与地面角度 符合 当物体以速度为零放在匀速传送