高中物理中的傳送帶模型

（長(zhǎng)沙市明德中學(xué) 湖南長(zhǎng)沙 410000）

引言

物理，是一門(mén)自然學(xué)科，同時(shí)也可以是一種對(duì)人才選拔的工具。高考是考察學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)及綜合運(yùn)用的賽場(chǎng)，在學(xué)習(xí)期間也經(jīng)常會(huì)有模塊訓(xùn)練考察，在考察之中傳送帶模型無(wú)疑是重點(diǎn)?；诖?，本文對(duì)如何在高中物理中應(yīng)用傳送帶模型進(jìn)行系統(tǒng)分析，轉(zhuǎn)送帶模型是壘砌好高中物理學(xué)大廈的一重要基石，因此本文對(duì)提高解答分析傳送帶模型知識(shí)點(diǎn)的能力具有十分重要的意義。

一、傳送帶模型的特征簡(jiǎn)述

一個(gè)物體以速度Vo（Vo≥0）在另一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的物體上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的力學(xué)系統(tǒng)可以看做傳送帶模型。如圖所示。

由于其傳送帶長(zhǎng)度與物塊速度及傳送帶速度的不同，及傳送帶與地面夾角的正弦值與物塊與傳送帶摩擦系數(shù)之間的關(guān)系，導(dǎo)致傳送帶模型具有多過(guò)程多狀態(tài)的特性。傳送帶模型是一種傳統(tǒng)的模型，隨著人們創(chuàng)意的不斷進(jìn)步，傳送帶模型也得到了十分充足的發(fā)展，使其考察難度大大加大，成為物理高考高分中的一只攔路虎。有效的解決分析傳送帶模型問(wèn)題就具有了重要意義。

二、傳送帶模型的考察現(xiàn)狀

近年高考中與傳送帶運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的問(wèn)題多次出現(xiàn)，考題中雖然都是物體和傳送帶的運(yùn)動(dòng)模型卻從不同的角度考察了考生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，充分體現(xiàn)了高考注重主干知識(shí)和靈活多變的特點(diǎn)。

三、傳送帶模型在高中物理中的應(yīng)用分析

1.應(yīng)用傳送帶模型解決基礎(chǔ)問(wèn)題

傳送帶模型的系統(tǒng)分析包括：受力分析，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，多過(guò)程分析，摩擦力轉(zhuǎn)換的分析等，以受力分析為例，一物塊以速度Vo向右沖上，以速度V順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶。

那么就必定進(jìn)行全面的受力分析，這時(shí)物塊受到重力，傳送帶對(duì)其的支持力，和傳送帶對(duì)物塊的摩擦力，需要我們判斷摩擦力的方向，①若Vo＞V則物塊相對(duì)傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，受到向左的摩擦力。②若Vo＜V則物塊相對(duì)傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，受到向右的摩擦力。③若Vo=V則物塊相對(duì)傳送帶靜止一起向右運(yùn)動(dòng)。由此可見(jiàn)對(duì)傳送帶進(jìn)行最基礎(chǔ)的分析必然要通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，來(lái)推導(dǎo)受力狀態(tài)。

2.應(yīng)用傳送帶模型提高學(xué)生綜合能力

通過(guò)高中階段的初步學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了解決傳送帶模型的基礎(chǔ)能力。傳送帶模型表面上看起來(lái)不難，甚至十分簡(jiǎn)單，但是在知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，有的學(xué)生升值不知道怎么把已知條件與知識(shí)點(diǎn)相互聯(lián)系起來(lái)，不知道怎么下手。所以想要解決這類(lèi)問(wèn)題，就需要培養(yǎng)一種從問(wèn)題出發(fā)的意識(shí)，高中階段有百分之八十的題是可以從問(wèn)題出發(fā)的。所以只要掌握了這一方法，那么大部分題目是沒(méi)有問(wèn)題的了，同時(shí)學(xué)生也應(yīng)該培養(yǎng)一種，積極創(chuàng)新、敢于實(shí)踐的精神，這樣才能解除剩下百分之二十要從已知和經(jīng)驗(yàn)甚至靈感，才能解決的問(wèn)題。例如：在一、傳送帶模型的特征簡(jiǎn)述中（c）圖，已知滑塊的摩擦系數(shù)小于斜面與地面夾角的正切值，判斷滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。就只可以從已知出發(fā)，由已知條件可以得到滑塊所受摩擦力是要小于重力在斜面向下的分力的，所以如果0＜Vo，則滑塊會(huì)先勻減速再反向加速落下，若Vo=0，則會(huì)直接落下。

3.傳送帶模型應(yīng)用實(shí)例

首先，在各種高中物理考試中經(jīng)常會(huì)遇到傳送帶模型類(lèi)問(wèn)題，例如：水平傳送帶A、B兩端相距s=6m，工件與傳送帶間的摩擦系數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2，工件滑上A端瞬時(shí)速度VA=5m/s，到達(dá)B端的瞬時(shí)速度設(shè)為 VB，則：

若傳送帶以速度V順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，VB為多大？

① 若V=VA時(shí)，工件與傳送帶速度相同，所以VA=VB=5m/s。

② 若V＞VA時(shí)，工件勻加速向右運(yùn)動(dòng)，a=μg=2 m/s2向右，

1.所以當(dāng)V≥VB= sqrt（VA2+2as）=7m/s時(shí)，VB=7m/s。

2.所以當(dāng)V≤VB= sqrt（VA2+2as）=7m/s時(shí)，VB=V。

③ 若V＜VA時(shí)，工件勻減速向右運(yùn)動(dòng)，a=μg=2 m/s2向左，

1.所以當(dāng)V≤VB= sqrt（VA2+2as）=1m/s時(shí)，VB=1m/s。

2.所以當(dāng)V≥VB= sqrt（VA2+2as）=1m/s時(shí)，VB=V.

如果掌握熟練則可以在五分鐘之內(nèi)迅速解決這類(lèi)問(wèn)題，因此在高中物理傳送帶模型中，需要學(xué)生扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，靈活的數(shù)學(xué)思維，以及邏輯能力，可以很大程度上提高效率加快速度。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析本文可知，傳送帶模型在實(shí)踐應(yīng)用以及理論知識(shí)上都十分重要，可以加快解題效率，培養(yǎng)系統(tǒng)的思維方式，使學(xué)生可以武裝自己加強(qiáng)自我競(jìng)爭(zhēng)能力。