高中物理传送带问题知识难点讲解

1、传送带问题一、难点形成的原因：1 .物体和皮带之间是否有摩擦力，滑动摩擦力还是静止摩擦力，摩擦力的方向是否等，摩擦力的发生条件、方向的判断等基础知识都很模糊2 .关于物体相对于地面，分别对传送带进行什么样的运动，判断错误3 .考虑到物体在皮带上运动过程中的能量转换情况，会出现能量转换不保存的错误过程。二、例题分析图2-1如图2-1所示，传动带与地面所成的角度=37，以10m/s的速度逆时针旋转，在传动带的上端轻放质量m=0.5的物体，与传动带之间的动摩擦系数=0.5，传动带从AB的长度L=16m，物体从a开始传送带逆时针旋转，与物体接触的速度方向朝斜下方，物体的初速为零，所以物体相对于传送带向

2、上滑动(相对于地面朝斜下方移动)，所以沿着斜面向下滑动摩擦力起作用，物体沿着斜面受到的合力成为重力的如果物体加速到与输送相同的速度，则摩擦力的状况发生变化，在同一速度的瞬间，两者之间相对静止，可以看作没有滑动摩擦力，但由于重力的滑动分力作用在物体上，所以相对于输送有向下的运动倾向，相对于此，重力的滑动分力比物体和传送带之间的最大静止摩擦力如果tan，物体向下加速，受到的摩擦力沿着斜面成为向上的滑动摩擦力的重力的滑动分力在物体与带之间的最大静摩擦力以下，此时如果tan，物体一边与带相对静止一边向下等速运动，受到的静摩擦力沿着斜面向上，重力有时候，皮带很短，物体不会滑动到与皮带相同的速度，沿着斜面

3、向上的滑动摩擦力作用在整个物体上。【解析】将物体放在传送带上，一段时间内，其运动加速度开始。这种加速度只能维持到物体的速度达到10m/s为止，与此对应的时间和位移分别如下16m以后物体受到的摩擦力沿着传动带向上变化，其加速度的大小(因为mgsinmgcos)。的双曲正切值。把物体完成剩馀位移所花费的时间然后11m=了解：所以。本主题的关键在于，通过分析各阶段物体受到的摩擦力的大小和方向，如果0.75如果第二阶段物体在与带相对静止的状态下等速移动，则物体总是加速运动。 因此，在解决这种问题的过程中，判断这两个结果可能出现的特殊过程。图2-2如图2-2所示，传动带与地面所成的角度=30，以10m/

4、s的速度逆时针旋转，将质量m=0.5的物体轻放在传动带的上端，与传动带之间的动摩擦系数=0.6，传动带的AB的长度L=16m，物体为a吗？本主题的物理过程的前半部分与例题1相同，但是物体和传送带为相同速度时情况不同，如果物体和传送带之间的最大静摩擦力比重力的下降分力大，则物体一边与传送带相对静止一边向下等速运动，受到的静摩擦力沿着斜面上升，与重力的下降分力相同【解析】将物体放在传送带上，一段时间内，其运动加速度开始。这种加速度只能维持到物体的速度达到10m/s为止，与此对应的时间和位移分别如下16m以后物体受到的摩擦力沿着传动带向上，加速度的大小为零(因为mgsinmgcos)。把物体完成剩馀

5、位移所花费的时间然后16m-5.91m=了解：所以。【总结】这个主题的关键是，通过分析各阶段的物体受到的摩擦力的大小和方向，tan=，第二阶段的物体一边与皮带相对静止一边向下等速运动。图2-3如图2-3所示，若传动带与地面所成的角度=37，以10m/s的速度逆时针旋转，将质量m=0.5的物体轻放在传动带的上端，则与传动带之间的动摩擦系数=0.5，传动带为AB的长度L=5m，物体为a吗？【审查问题】这个主题的物理过程的前半部分与例题1相同因为传送带很短，物体移动得总是很快。【解析】将物体放在传送带上，一段时间内，其运动加速度开始。这种加速度只能维持到物体的速度达到10m/s为止，与此对应的时间和

6、位移分别如下这时，东西正好掉在传送带下。所以。【总结】这个主题的关键是，是否分析第一阶段的运动位移，分析第二阶段。图2-4例题4 :如图2-4所示，带与地面所成的角度=37，以10m/s的速度顺时针旋转，将质量m=0.5的物体轻放在带的下端，则与带之间的动摩擦系数=0.9，带为AB的长度L=50m，物体为a吗传送带顺时针旋转，与物体接触的速度方向倾斜向上，物体的初速为零，所以物体相对于传送带向下滑动(相对于地面倾斜向上移动)，所以沿着斜面向上的滑动摩擦力起作用，物体沿着斜面受到的合力与重力的下分力当物体加速到与输送相同的速度时，摩擦力的状况发生变化。 此时，如果有tan，物体就一边与传送带相对

7、静止一边向上等速移动，静止摩擦力沿着斜面向上，成为与重力的下降分力相同的大小。【解析】把物体放在传送带上，一段时间，其运动加速度就开始了。这种加速度只能维持到物体的速度达到10m/s为止，与此对应的时间和位移分别如下50m以后物体受到的摩擦力沿着传动带向上，加速度的大小为零(因为mgsinmgcos)。把物体完成剩馀位移所花费的时间然后50m-41.67m=了解：所以。【总结】该主题的关键是分析各阶段的物体受到的摩擦力的大小和方向，在物体加速到与传送相同的速度时判断是否到达传送带的前端。这个问题的误会之一是所以：=9.13s这个时间之所以小于正确结果的16.66s，是因为物体加速到10m/s时

8、，以后的运动是等速运动，但错误的结果总是使物体加速运动，经过相同的位移，所以时间应该很短。(2)突破难点2第二个难点是，物体对地面、对输送机分别进行什么样的运动，判断是错误的。如图2-5a所示，a、b分别是传送带上和物体上的一点，物体刚放置后两点重叠。 设皮带的速度为V0，物体进行初速为零的均匀加速直线运动，末速为V0，其平均速度为V0/2，因此物体的对地位移x物=，图2-5因为传动带对地位移x传动带=V0t，所以a、b两点分别移动到图2-5b所示的a、b的位置，物体相对于传动带的位移也变得明确了。 x物=，图b中的a、b间的距离，即传动带比物体移动得多的距离，即传动带上残留物体的伤痕的长度。

9、例题5 :可以看到民航和车站安全检查行李的水平传送带。 旅客把行李放在输送机上时，输送机对行李的滑动摩擦力开始使行李均匀地加速运动。 然后，他们相对静止，行李和传送带一起前进。 输送机等速前进的速度为0.25m/s，使质量为5kg的木箱静止在输送机上，通过滑动摩擦力，木箱以6m/s2的加速度前进的话，这个木箱放置在输送机上后，输送机上会残留多少摩擦痕呢？【审查问题】传送带上残留的摩擦痕是货物在传送带上滑动的过程中残留的，货物进行初速为零的均匀的加速直线运动，传送带一直进行等速运动，所以货物最初跟不上传送带的运动。 由于货物速度与输送机相同的话，就不会相对滑动，所以要求的摩擦痕迹的长度是在货物加

10、速到0.25m/s的过程中，输送机比货物移动得多的距离。【解析】解法1 :行李加速到0.25m/s的时间：t=0.042s行李位移：x行李=0.0053m米传送带的位移：x皮带=V0t=0.250.042m=0.0105m摩擦痕的长度：在求出货物的位移时，在货物的平均速度上花费时间，货物也可以进行初速为零的均匀的加速直线运动。 (请参见。)解法2 :以等速前进的输送机作为参考系统。 把输送机水平向右移动。 木箱刚放在传送带上以上情况下，相对于传送带的速度v=0.25m/s，方向为水平左。 木箱水平地向右磨在摩擦力f的作用下，进行减速运动，速度为零时，与皮带相对静止。木箱进行减速运动的加速度的大

11、小a=6米/s 2木箱进行减速运动直到速度为零的路程即，残留5mm长度的摩擦痕。【总结】分析行李和传送带的运动状况，相对运动通过速度位移关系是解决这种问题的关键。例题6 :在水平明亮的长条输送机上放置煤块(可视为质点)，煤块和输送机之间的动摩擦系数是。 最初，传送带和煤块是静止的。 使输送机以一定的加速度a0运动，其速度达到v0时，以该速度进行等速运动。 过了一会儿，煤块在传送带上留下黑色痕迹后，煤块对传送带不滑动了。 求出这个黑色痕迹的长度。【审查问题】本问题难易度高，在传送带的开始阶段也均匀地进行了加速运动，之后变得等速。 物体的运动状况受到输送机的运动状况的制约，从问题可以看出，只能在ga0时