劉學東
在高中物理教學中,我們會經常碰到皮帶傳送問題。這類問題會讓我們計算物體從皮帶一端運動到另一端所需時間,也可以與能量組成綜合題求摩擦所生的熱。
例:如下圖所示,傳送帶的水平部分長為L,傳動速率為v,在其左端無初速地放一小木塊m,若木塊與傳送帶之間的動摩擦因數為μ,則木塊從左端運動到右段的時間可能是多少?
分析:1.注意關鍵詞:“無初速、輕輕地、慢慢地”等這些詞都告訴我們物體放在皮帶上時沒有初速度。
2.對物體放在皮帶上后進行受力分析:物體受豎直向下的重力G,皮帶對物體豎直向上的支持力FN,這兩個力相平衡,物體在豎直方向上運動狀態(tài)沒有變化,此外根據物體與皮帶相對運動情況看,物體受與皮帶運動方向相同的滑動摩擦力Ff,這個力就是物體受到的合外力。
3.物體在皮帶上的運動性質。由于Ff為定值,故物體在皮帶上做初速為零的勻加速直線運動。
4.由于受傳送帶長度L和傳動速率v的影響。會出現三種可能:
(1)物體在皮帶上先做初速為零的勻加速直線運動,在到達右端之前速度達到v,之后和皮帶一起做速度為v的勻速直線運動直到到達右端。則勻加速時間為t1,勻速運動時間為t2,由牛頓第二定律得:
(2)物體到達右端時,速度剛好到達v,則:
(3)物體到達右端時,速度還未達到v,物體全程都做勻加速運動。則
(作者單位 陜西省洛南中學)