浅谈传送带模型

吴翰

传送带模型是中学物理中用的比较多的一个模型，也是高考物理考查的一个热点，为了帮助同学们学好传送带模型，现浅谈如下：

一、模型构建

传送带是一种应用较广泛的传动装置，把物体放到运动者的传送带上，物体将在静摩擦力或滑动摩擦力的作用下被传送带输送到另一端，该装置即为传送带模型。

二、模型条件

1.传送带匀速或加速运动。

2.物体以初速度v0滑上传送带或轻轻放于传送带上，物体与传送带之间有摩擦力。

3.物体与传送带之间有相对滑动。

四、传送带问题的求解难点及对策

难点1：对于物体与传送带之间是否存在摩擦力，是滑动摩擦力还是静摩擦力，摩擦力的方向如何等问题模糊不清，容易出现问题。突破的方法是：正确理解摩擦力产生的条件，用假设法判断其有无和方向，掌握其大小和决定因素等。

难点2：对于物体相对地面、相对传送带分别作什么样的运动判断错误。突破的方法是：灵活应用“力是改变运动状态的原因”这个理论依据，对物体的运动性质做出正确分析，正确判断物体和传送带的加速度、速度关系，画好草图物体和传送带的位移及两者之间的关系。

难点3：对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面，出现能量不守恒的错误过程。对于匀速运动的传送带传送初速度为零的物体，传送带应提供两方面的能量，一是物体机械能的增加，二是物体与传送带间的摩擦所生成的热能（内能）。突破的方法是：分析滑动摩擦力做功情况，只要有滑动摩擦力做功的过程，必有内能转化。

例2：物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然转动，传送带转动的方向如图3所示，则传送带转动后（ ）

A.物块将减速下滑

B.物块仍匀速下滑

C.物块受到的摩擦力变小

D.物块受到的摩擦力变大

分析：当传送带静止时，物块匀速下滑，物块受到的重力的分力和滑动摩擦力平衡，即mgsinθ= μmgcosθ；当传送带转动起来后，由于物块与传送带之间的运动方向相反，可判断物块受到的滑动摩擦力的方向并没有发生变化，仍然沿斜面向上，大小仍为μmgcosθ，物块受力仍然是平衡的，所以物块仍匀速下滑，选B。

五、解決传送带问题的关键是学会分析

传送带问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题两类。

水平传送带问题求解的关键在于正确对物体所受的摩擦力进行判断。物体在传送带上可能受静摩擦力，也可能受滑动摩擦力；摩擦力可能是动力，也可能是阻力。判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x（对地）的过程中是否和传送带速度相等，物体和传送带速度相等时刻是否是物体所受摩擦力发生突变的时刻，这样就可以确定物体运动的特点和规律，然后根据相应的规律进行计算。

倾斜传送带问题因涉及斜面上物体的受力分析、牛顿运动定律、运动过程分析等较多知识，难度较大。求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定是否受到滑动摩擦力作用，如果受到滑动摩擦力作用，应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况。当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变。

总之，解决传送带问题，对物体进行受力分析、运动分析是关键。

（作者单位：西北工业大学航空学院）endprint