一道传送带问题得多角度思维 传送带问题是高中物理习题中较为常见得一类问题,因其涉及得知识点较多(力得分析、运动得分析、牛顿运动定律、功能关系等),包含得物理过程比较复杂,所以这类问题往往是习题教学得难点,也是高考考查得一个热点
下面以一道传送带习题及其变式题为例,谈谈这类题目得解题思路和突破策略
题目 如图 1 所示,水平传送带以5 m/s 得恒定速度运动,传送带长 l=7、5m,今在其左端 A 将一工件轻轻放在上面,工件被带动,传送到右端 B,已知工件与传送带间得动摩擦因数μ=0、5,试求:工件经多少时间由传送带左端A运动到右端B
(取 g=10m/s2)解析 工件被轻轻放在传送带左端,意味着工件对地初速度 v0=0,但由于传送带对地面以 v=5 m/s向右匀速运动,所以工件相对传送带向左运动,故工件受水平向右得滑动摩擦力作用,即:F f=μFN=&m u;mg
ﻩ依牛顿第二定律,工件加速度ﻩm/s2,a 为一恒量,工件做初速度为零得匀加速直线运动,当工件速度等于传送带速度时,摩擦力消逝,与传送带保持相对静止,一起向右做匀速运动,速度为 v=5 m/s
工件做匀加速运动得时间 s,工件做匀加速运动得位移m
ﻩ由于 x1 sﻩ因此,工件从左端运动到右端得时间:t=t1+t2=2 s
变式一 若传送带长l=2、5 m,则工件从左端A运动到右端 B 一直做匀加速运动,依ﻩ有:s
ﻩ变式二 若工件以对地速度 v 0=5m/s 滑上传送带,则工件相对传送带无运动趋势,工件与传送带间无摩擦力,所以工件做匀速运动,工件运动时间 s
ﻩ变式三 若工件以速度 v0=7m/s 滑上传送带,由于工件相对传送带向右运动,工件受滑动摩擦力水平向左,如图 2 所示
工件做匀减速运动,当工件速度等于传送带速度后,二者之间摩擦力消逝,工件随传送带一起匀速运动
工件做匀减速运动时间 s工件做匀