物块与传送带模型的解读和拓展模型解读:物块与传送带是高中力学中一个常见的模型,其特征是以摩擦力为纽带关联传送带和物体的相对运动
这类问题涉及滑动摩擦力和静摩擦力的转换、对地位移和二者间的相对位移的区别,综合牛顿定律、运动学公式、功和能等知识,能很好的考查学生的综合分析能力和逻辑思维能力
所以物块与传送带模型也一直是高考的热点
该题型按传送带设置可分为水平与倾斜两种;按转向可分为顺时针和逆时针转两种;按转速是否变化可分为匀速和匀变速
模型拓展 1:物块轻放在匀速运动的水平传送带上例1.如图1所示,传送带的水平部分长为L,运动速率恒为v,在其左端无初速放上木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左到右的运动时间可能是( )A. B. C. D.解析:若木块一直匀加速,则有,得;若到达传送带另一端时,速度恰好等于 v,则有,得;若木块先匀加速经历时间 t1位移为 s,再匀速经历时间 t2位移为 L-s,则有,,,从而得.所以,本题正确答案为 ACD.答案:ACD点拨:本题不少同学出现漏选现象,物体在传送带上运动,会出现一种变化:靠滑动摩擦力加速运动的物体,当物体速度与传送带速度相等的瞬间,滑动摩擦力有可能突然变为零,以后将与传送带保持相对静止作匀速运动.模型拓展 2:物块以一定的初速度冲上匀速运动的水平传送带例 2
如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1 运行
初速度大小为 v2 的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的 A 处滑上传送带
若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的 v-t 图象(以地面为参考系)如图乙所示
已知 v2>v1,则( ) A
t2 时刻,小物块离 A 处的距离达到最大B
t2 时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C
0~t2 时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D
0~t3 时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力