传送带问题中的摩擦力突变规律探究

＝　数理化解题研究　２０１　７年第２８期总第３７７期　灵活运用整体法与隔离法相结合进行解题，若有效构建　图６所示的物理图景，学生一目了然弹簧的变化情况，准　确把握托盘与砝码整体的受力情况，　＝（　＋ｍ）ｇ，　（Ｌ　＋ＡＬ）一（ｍ＋Ｍ）ｇ＝（ｍ＋Ｍ）０，则共同的加速度０＝￣了ＪｔＬ，　ｇ；再隔离出砝码为研究对象，根据牛顿第二定律可得　Ｉ（１＋　物理图景的良好习惯，激发学生的有效思维，让学生快速　获取准确解题的方法，逐步提升学生利用物理知识与物　理规律分析问题和解决问题的能力，从而提升高中物理　课堂教学效益，进一步推动素质教育的发展．　参考文献：　［１］衡炳锋．物理图景教学法探索［Ｊ］．生活教育，　２０１２　ｒ２０）：５６—５８．　总而言之，在高中物理复习教学中，物理解题方法教　学有机融入物理图景之中是促使学生提升解题能力的重　要途径，在平时的物理教学中，物理教师应该借助于适量　的实例训练，不断培养学生形成遇到问题灵活、巧妙构建　［２］邹文辉．如何培养学生构建物理图景的能力［Ｊ］．　中学物理，２０１４（Ｏ６）：１５—１６．　［责任编辑：闫久毅］　传送带问题中的摩擦力突变规律探究　王世珠　（江苏省东台市安丰中学，江苏东台２２４２２１）　摘要：传送带问题中的摩擦力的方向一般不是固定不变的其常常会发生突变，分析时必须抓住摩擦力　方向改变的位置，这些突变点都是在物体和传送带速度相等的同时出现．　关键词：传送带；摩擦力；方向；突变　中图分类号：Ｇ６３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—０３３３（２０１７）２８—００７６—０２　力变为０，工件做匀速直线运动，匀速直线运动的时间为　，　传送带问题是高中物理中比较复杂的一类题型，其　难在摩擦力不好分析．传送带问题中的摩擦力一般不是　固定不变，其常常会发生突变．实际上，传送带问题中的　摩擦力突变都是发生在物体和传送带速度相等的瞬间，　只要抓住这个瞬间物体的受力情况，就能抓住摩擦力突　ｔ２＝　０　：｜＿１．５　ｓ．则工件从Ａ运动到台的总时间ｔ＝ｔ　＋ｔ　２．５ｓ．　变的关键点．下面对传送带问题中常见的三类摩擦力突　变问题进行分析．　１．滑动摩擦力的有无突变　例题１如图１，其为水平传送带　装置的示意图，传送带ＡＢ始终保持　恒定速度　。：２　ｍ／ｓ运行，质量为ｍ　的工件由静止放在Ａ处，假若工件与　图１　传送带间的动摩擦因数为　＝０．２，ＡＢ的之间距离为Ｌ＝　４ｍ，重力加速度ｇ取１０ｒｎ／ｓ２．则工件从Ａ端运动到　端所　用的时间为多少？　分析将工件放置于传送带上时，其初速度为０，传　送带有向右２ｍ／ｓ的速度，以传送带为参考系，工件以　２ｍ／ｓ的速度向左运动，传送带对工件的摩擦力向右．传送　带的摩擦力使工件做匀加速直线运动，其加速度　＝　点评解题时，需要关注工件和传送带的相对运动．　如果工件和传送带有相对运动时，传送带对工件有滑动　摩擦力；如果工件和传送带相对静止，传送带对工件的滑　动摩擦力变为０．也可以用假设法判断，两者速度相等时，　如果传送带对工件有向右的滑动摩擦力，物体则向右加　速，物体的速度超过传送带，显然是不可能的；如果物体　受到传送带向左的摩擦力，物体将做减速运动，速度将比　传送带小，也是不可能的．　２．滑动摩擦力到静摩擦力的突变　例题２如图２所示，，传送带与　地面成３７。倾斜放置，并且以１０ｍ／ｓ　的速度顺时针传动．将质量为０．５ｋｇ　的物体无初速度地从传送带的底端Ａ　释放．已知传送带的底端Ａ到顶端Ｂ　图２　的长度为５０ｍ，物体和传送带之间的　动摩擦因数为０．９．问：物体从传动带底端Ａ运动到顶端　曰的时问是多少？　＝２　ｍ／ｓ　．工件获得与传送带相同的速度２ｍ／ｓ所需的时　间ｔｉ：　：１　，工件在１　内前进的位移为　：　１。　：１　ａ　ｍ．此时，工件前进１ｍ时还处于传送带上，因为和传送带　相对静止，则不再受传送带的摩擦力作用．工件所受合外　收稿日期：２０１７—０７—０１　分析物体放在传动带底端Ａ时的速度是０，传送带　有斜向上传送的速度１０　ｍ／ｓ，物体与传送带的相对运动　斜向下，所以物体受到传送带斜向上的滑动摩擦力，物体　作者简介：王世珠（１９８０一），女，汉族，江苏省东台市人，本科，中学一级，从事高中物理教学工作　２Ｏ１７年第２８期总第３７７期　数理化解题研究　＝　的加速度为０＝／．￣ｍｇｃｏｓＯ－ｍｇｓｉｎＯ＝ｂｔｇｃｏｓＯ—ｇｓｉｎＯ＝１２　度为。１：／ｘｍｇｓｉｎＯ＋ｍｇｃｏｓＯ：　ｓｉｎＯ＋ｇｃｏｓ　：１０　ｍ／ｓ２．．，，　ｍ　’一　物　ｍｌｓ　，物体向上做匀加速直线运动．物体和传送带速度相　体加速到和传送带同速的时间是ｔ　＝　＝１　ｓ，物块在１　ｓ　同所需的时间ｔ　＝　Ｕ　＝８．３３　ｓ，物体在这段时间内前进的　“ｌ　１　１　内运动位移　＝　ｉ。　＝５　Ｉｎ．由于重力的分力大于滑动摩　位移　＝－￣　－ａｔ　＝４１．６３　ｍ．之后，物体和传送带之间相对　‘　二　擦力，物体的加速运动不会停止，它的速度将超越传送　静止，物体受到传送带的滑动摩擦力突变成静摩擦力，物　带，则传送带对物体的滑动摩擦力将会变为为斜向上．物　体将以传送带的速度向上做匀速直线运动，匀速直线运　体的加速度变为Ｇ２＝ｔｘｍｇｓｉｎＯ－ｍｇｓｉｎＯ＝　ｇｓｉｎ０一ｇｃ０ｓ０：　ｆｆＬ　动的时间为￡：：　＝８．３７ｓ．则物体从Ａ端运动到Ｂ端所　２　ｍ／ｓ　．对物体接下来的匀加速直线运动用位移公式有Ｌ　需的总时间为ｔ＝￡ｌ＋ｔ２＝１６．７ｓ．　１　一　点评本题为传送带问题中滑动摩擦力突变为静摩　＝ｖｔ：＋÷。　ｔｉ，解方程得，ｔ：＝１　ｓ．则物体从Ａ运动到　擦力的典型例题．物体刚开始的速度要比传送带的速度　的总时间ｔ＝ｔ１＋ｔ，＝２　ｓ．　小，传送带对物体的滑动摩擦力使物体斜向上加速．当物　点评本题是滑动摩擦力分析改变的传送带问题．　体和传送带速度相等，两者相对静止时，滑动摩擦力发生　刚开始，传送带速度大，物体速度小，相对运动向上，滑动　突变，变成静摩擦力．而最大静摩擦力大于重力的分力，　摩擦力向下．达到传送带的速度时，物体并不会做匀速直　物体不可能做减速运动．所有，物体将向上做匀速直线运　线运动，因为重力的分力要比向上的最大静摩擦力大，物　动．　体无法和传送带相对静止，则会继续加速，滑动摩擦力方　３．滑动摩擦力的方向突变　向变为斜向上．这类问题要注意物体相对于传送带的速　例题３如图３所示，一个传送　度方向，根据相对速度的方向来判断滑动摩擦力的方向，　带以３７。角放置与地面，传送带以　而不能凭借感觉进行判断．　ｌＯｍ／ｓ逆时针进行传动，在传送带顶　总之，传送带问题分析的关键点在于摩擦力的判断　端Ａ无初速放置一个质量为０．５ｋｇ的　上．因为摩擦力可能会出现突变，分析时，必须抓住摩擦　物体．已知物体和传送带间的动摩擦　力的发生改变的位置，这些突变点一般在物体和传送带　因数为０．５，知传送带从顶端　到底　图３　速度相等的时刻出现．　端Ｂ的长度为１６ｍ．问：物体从传送带顶端Ａ运动到底端　Ｂ的时间是多少？　参考文献：　分析物体刚放上传送带，它的初速度是０，传送向　［１］吴梅生．在物理习题教学中培养学生科学思维　下传送，物体相对于传送带斜向上运动，则传送带对物体　能力探讨——以传送带问题为例［Ｊ］．物理之友，２０１７，３３　的滑动摩擦力是斜向下的．物体在摩擦力作用下的加速　（ｏ８）：１３—１４．　［责任编辑：闫久毅］　推理法在高中物理解题中的应用研究　王　亮　（江苏省泗阳中学，江苏宿迁２２３７００）　摘　要：由于物理知识的相对抽象性，使得很多同学们在高中时期对物理的学习变得越来越吃力．所以在　学习的时候我们需要找到一种很有效的物理学习方法，在这种学习方法下实现推理能力的提升、逐步的锻炼　自已的思维能力．本文主要通过站在高中生的角度上面看待问题，对在高中物理解题中应用推理法进行总结．　关键词：高中物理解题；抽象性；推理法；思维能力　中图分类号：Ｇ６３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—０３３３（２０１７）２８—００７７—０２　站在一个高中生的学习角度来看待问题的话，想要　象性质决定了它不容易被广大学生所理解．在进行习题　学好物理知识，需要掌握一定的推理能力，物理知识的抽　解答的时候应用推理法进行解决是很好的一种解题方　收稿日期：２０１７—０７—０１　作者简介：王亮（１９８４．０４一），男，江苏省宿迁市人，本科，中级，从事高中物理教学研究　一７７—