传送带类习题难点突破策略

刘振和 刘卓安

(1.陕西省宝鸡中学 2.陕西省宝鸡市长岭中学)

传送带类习题可以考查学生的受力分析和运动分析能力,考查学生对运动学规律和牛顿运动定律的理解水平和应用能力,考查学生模型构建、分析论证和科学推理等科学思维能力.该类习题由于涉及的核心知识点比较多,是高考备考的一个热点,同时由于思维能力要求比较高,命题灵活度比较大,对学生来说也是一个难点.

1 传送带类习题总体分析要点

1.1 选好切入点:根据初始条件对物体进行运动分析

对物体的运动进行分析,特别是物体与传送带存在相对运动时,其实质是对物体进行受力分析,确定其后续运动的转折点是突破此类问题的基本切入点.

1.2 明确关键点:对物体所受的摩擦力进行正确分析与判断

物体受不受传送带的摩擦力,受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,力的方向如何,会不会发生突变,是摩擦力分析的关键点.突破了这个关键点,才可能确定物体所受的合外力,进而确定物体的运动情况.

1.3 预防易错点:临界情况下摩擦力的突变分析

一般来说,当物体和传送带速度相同时,是物体受力和运动的临界状态,物体所受摩擦力往往会在此时发生突变,此状态下物体的加速度也会发生突变,此后的运动情况会随之发生变化.不能准确分析此处的突变,是学生解题时的问题所在.

2 传送带类习题难点突破策略

要准确处理传送带问题,除了深入理解基本规律,具备分析问题的基本能力外,还要使用一些解决问题的策略和技巧,从而提升问题解决的准确度,少走弯路,减少错误.

2.1 准确分段研究,把握运动细节

图1

A.物块在皮带上滑动时加速度大小是2m·s-2

B.物块经t＝2s速度减为零

C.物块能滑过B轮

D.物块返回到A轮时速度大小仍是3m·s-1

因此物块向左做减速运动,故选项A 正确.

物块速度减为零的时间

故选项B错误.

从滑上皮带到速度减为零时物块的位移

所以物块不能滑过B轮,故选项C错误.

速度减为零后,物块仍受到皮带向右的滑动摩擦力,开始反向加速运动,当速度增加到与皮带相同时,即速度为2m·s-1时,物块与皮带相对静止,不再受皮带的摩擦力,此后做匀速运动,所以返回到A轮时的速度大小是2m·s-1,故选项D 错误.

答案A.

2.2 挖掘隐含条件,确定受力突变

图2

A.小物块刚滑上传送带时的加速度大小为7.5 m·s-2

B.小物块在传送带上向上滑行的最远距离为4.8m

C.小物块在传送带上向下运动时的加速度大小不可能是7.5m·s-2

D.小物块从滑上传送带到返回传送带底端一共用时1.8s

则加速度大小为a1＝gsin30°+μgcos30°＝7.5 m·s-2,故选项A 正确.

小物块速度减为0时,向上滑行的距离最远,最远距离为

小物块向下加速时,相对于传送带向上运动,受到的滑动摩擦力与上滑时相同,合外力和向上减速时相同,所以加速度为a2＝a1＝7.5m·s-2,加速到与传送带共速所需时间

答案A.

2.3 细化相对运动,确定划痕长度

图3

(1)传送带从A到B的长度;

(2)煤块从A运动到B的过程中传送带上形成痕迹的长度.

(2)煤块速度小于传送带时,其相对于传送带位移大小

答案(1)16m.(2)5m.

图4

2.4 剖析运动图像,获取关键信息

图5

A.传送带的速度为4m·s-1

B.物块上升的竖直高度为0.96m

C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.5

D.物块所受摩擦力方向一直与物块运动方向相反

解得μ＝0.5,选项C 正确;在0～0.2s内,摩擦力方向与物块的运动方向相反,0.2s时物块与传送带速度相同,滑动摩擦力方向突变,0.2～1.2s内,摩擦力方向与物块的运动方向相同,选项D 错误.

答案B、C.

2.5 动静结合分析,研究多物体传送带问题

图6

A.工件在传送带上时,先受到向上的摩擦力,后不受摩擦力

B.两个工件间的最小距离为0.2m

C.传送带上始终有8个工件

D.传送带满载时与空载时相比,电机对传送带的牵引力增大了50N

答案B、D.

传送带类习题是力和运动关系的经典问题,深入研究传送带问题不仅可以使学生积累分析问题的经验,掌握解决问题的技巧,也可以加深学生对运动学规律的理解,帮助他们把握牛顿运动定律的本质,还对培养学生科学思维的深刻性、发散性、敏锐性和创造性有积极的作用.

(完)