傳送帶模型的理解與解題策略研究分析

摘 要：傳送帶模型通常牽涉到摩擦力、牛頓運動定律、動能關(guān)系等考點知識，因此，高考經(jīng)?？疾爝@一考點，而對大多數(shù)學生來說，都能很好解決傳送帶平放情況下的問題，但當傳送帶模型問題較為復雜時，處理能力就極其有限，尤其是涉及摩擦力方向、加速度大小以及物體運動情況時，就較難解決。本文擬從傳送帶模型的理解出發(fā)，進而探討傳送帶模型中相關(guān)的靜力、動力、動能等一系列問題，同時也將總結(jié)一些解體技巧，從而對傳送帶模型的解題策略能夠起到有效匯總。

關(guān)鍵詞：傳送帶；模型理解；解題策略；研究分析

在高中物理學習過程中，傳送帶模型是學生經(jīng)常遇到的一種物理模型，傳送帶模型是考察力與運動關(guān)系的有效結(jié)合載體，通過對傳送帶模型有效理解，能夠幫助學生很好解決這一系列問題。

1 對傳送帶模型理解淺析

1.1 傳送帶模型與木板模型的聯(lián)系分析

將質(zhì)量為m的物體輕放到木板M左端，物體與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ，而整個水平面是光滑的。將質(zhì)量為m的物體放到傳送帶的左端，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，而將木塊、木板模型與傳送帶模型聯(lián)系起來觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)傳送帶類似于木塊、木板模型中的木板M。同時在這兩個模型中，物體的運動規(guī)律十分接近。在運動初期，由于木塊與木板的速度和物體與傳送帶的速度不同，主要是由于物體之間間存在一定滑動摩擦力，而這一摩擦力將改變兩物體之間的運動狀態(tài)。而當滑動摩擦力穩(wěn)定時，當傳送帶勻速時，物體將和傳送帶一起做勻變速運動。而當物體運動速度和傳送帶運動速度一致時，當木塊仍在木板上，而物體在傳送帶上并沒有停止時，兩者將一起做勻速直線運動。

1.2 傳送帶模型與木板模型的區(qū)別分析

由于受到木板與木塊之間的滑動摩擦力影響，木板與木塊受到二者滑動摩擦力作用影響，做勻變速直線運動，而在分析這一問題是，要結(jié)合傳送帶模型中是否存在外力作用，能夠確保傳送帶一直做勻速運動，同時也要結(jié)合分析木塊與木板的受力情況和運動情況。當木板在光滑水平面上時，木塊與木板模型在運動過程中，不僅牽涉到作用力與運動之間的關(guān)系，還牽涉到能量與動量之間關(guān)系，而相對而言，傳送帶模型中，則很少涉及到動量關(guān)系。

2 傳送帶模型常見問題及解題方法分析

2.1 傳送帶模型中的摩擦力問題分析

在認識這一問題時，主要是對摩擦力的理解，首先要有效判斷相對運動趨勢方向，同時要認識到摩擦力的方向可以是動力，也可以是阻力，當摩擦力是動力時，摩擦力方向與物體運動方向就相同。再者，摩擦力阻礙的是物體間的相對運動，而不是一定阻礙物體的運動，同時靜摩擦力不僅在兩個靜止物體之間存在，對于兩個運動物體而言，也可能存在靜摩擦力。

2.2 傳送帶模型中的運動問題分析

運動問題的認識，不僅指方向，還涉及速度。在方向判斷上，當物體與傳送帶是相對運動時，那么物體所收到的滑動摩擦力方向與傳送帶滑動的方向相反。而當物體與傳送帶之間是相對運動趨勢時，假設物體與傳送帶的接觸面之間不存在摩擦力時，如果物體與傳送帶的速度相同，那么物體與傳送帶之間不存在相對運動趨勢，而當物體的速度與傳送帶的速度不同時，首先應該確定物體相對傳送帶的趨勢方向，而最終依據(jù)靜摩擦力方向與相對運動趨勢方向相反這一原理來最終確定物體所受靜摩擦力的方向。

2.3 傳送帶模型中的動力學問題

當物體在傳送帶上運動時，由于受到傳送帶運動方向帶來的雙向性影響，進而來導致物體運動方向較難判斷。而物體所受滑動摩擦力的方向與物體相對傳送帶的相對方向相反，通過對運動物體進行動力運算時，物體的速度和運動距離都需要選取地面做為參照物。同時，在對運動過程的具體分析中，需要認識到摩擦力方向的變化。

2.4 傳送帶模型特點及考查特點分析

2.4.1 傳送帶模型特點分析

一般情況下，傳送帶做勻速運動，而在帶動傳送帶的電動機作用下，傳送帶與物體之間的滑動摩擦力實質(zhì)上也不影響傳送帶的運動狀態(tài)和形式。其次，傳送帶的方向可以是水平向上的，也可以是豎直方向上的。最后，物體的初速度不同或者傳送帶的運行速度方向不同使得物體與傳送帶之間的滑動摩擦力方向不同，因此物體的運動規(guī)律也不同。

2.4.2考查特點分析

首先，從力與運動關(guān)系來看，當物體做勻變速直線運動時，可以考查分析在物體運動過程中速度、位移等物理量的變化情況，同時i借助牛頓運動定律來解決這一運動問題。其次，在物體運動過程中，還要從能量關(guān)系角度分析，在運動過程中，在滑動摩擦力做功過程中，存在能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，因此可以考查運動過程中的動能轉(zhuǎn)化情況，同時借助能量守恒定律來分析、解決。

3 結(jié)語

在研究傳送帶模型問題時，要重點關(guān)注以摩擦力變化為基礎，兩個及以上物體中存在的摩擦力轉(zhuǎn)化，以及與此相關(guān)的傳送帶和物體的相對運動，同時只要分析傳送帶在運動過程中給物體的摩擦力，結(jié)合動能轉(zhuǎn)化定律，就能有效認識這一問題。在處理物體在傳送帶上運動時間和物體離開傳送帶速度等問題上，只要結(jié)合傳送帶問題中有關(guān)摩擦力的方向和加速度的大小等，就能有效解決這一系列問題。

參考文獻

[1]李軍翔.傳送帶模型解讀思考[J].高中物理教育，2011，5：111-114

作者簡介

張燕，女，四川省樂山市，大學本科，中教一級。