析模型本質，探解題方法

【摘要】高中物理中傳送帶上的物體運動問題是一類較為復雜的力學及運動類問題，涉及牛頓運動定律、力的合成與分解、相對運動等多個知識點，深受高考命題者的青睞.因此，教師必須認真研究這一類問題的物體模型，探究其物理本質和解題關鍵點，幫助學生突破解題思路障礙，建立相應的知識體系.本文結合實例探究兩類傳送帶模型，以供讀者參考.

【關鍵詞】模型分析；高中物理；解題方法

類型1 水平傳送帶模型

例1 如圖1，同一水平面內的左、右兩側平臺相距L=11.5m，兩者之間用傳送帶連接.傳送帶以可調節的速度v向右勻速運動.在左側平臺上有一質量m=10kg的小物塊，以初速度v0=5.0m/s滑上傳送帶.已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.10，重力加速度g=10m/s2，物塊可視為質點.試求：

解 （1）煤塊剛放上時，受到向下的摩擦力，對煤塊進行受力分析，如圖3所示，其加速度a1=g（sinθ+μcosθ）=10m/s2，則煤塊下落至與傳送帶速度相等時所用時間為t1=v0a1=1s，發生的位移x1=12a1t21=5m<L，即煤塊下滑5m后與傳送帶速度相等.

達到v0后，煤塊受到向上jEHRgv/ZY0aPK6xymD7rxw==的摩擦力，由于μ<tan37°，煤塊仍將加速下滑，其受力分析如圖4所示，a2=g（sinθ－μcosθ）=2m/s2，到點B發生的位移x2=L－x1=5.25m，x2=v0t2+12a2t22，得t2=0.5s，則煤塊從A到B的時間為t=t1+t2=1.5s.

（2）第一過程痕跡長Δx1=v0t1－12a1t21=5m，第二過程痕跡長Δx2=x2－v0t2=0.25m，Δx1與Δx2部分重合，所以痕跡總長為5m.

評析 傾斜傳送帶模型在水平傳送帶的基礎上增加了重力沿斜面方向的分力，使得問題更加復雜多變.此類問題的解題關鍵是：①判斷物體與傳送帶之間的摩擦力方向；②判斷重力沿斜面方向的分力與摩擦力的大小關系；③判斷物體能否在傳送帶上達到共速，以及達到共速后的運動情況；④利用牛頓第二定律和運動學公式求解相關物理量.

模型總結

（1）理清物體和傳送帶之間的相對運動方向并由此判斷出摩擦力的性質（滑動摩擦力或靜摩擦力）與方向是解題的關鍵.

（2）傳送帶問題中常常會涉及對臨界狀態的分析，一般就是物體和傳送帶共速的時刻以及物體開始和結束運動的時刻.通常在這幾個運動節點就會出現摩擦力改變的臨界狀態，動靜摩擦力可能進行轉化，大小和方向也可能發生改變，所以對臨界狀態的分析就是解題的突破口.

（3）要善于發現系統和個體之間的關系，對于整個系統可以結合能量守恒定律等來求解，對于個體要學會利用隔離法，先從簡單的點進行分析，再逐步推導.

結語

模型歸納的過程在物理學習中是極其重要的，有助于將復雜的問題簡單化，抽象的問題變得更加直觀、具體，使得學生便于理解和接受.同時，在歸納總結模型的過程中，學生可以提高化繁為簡、化難為易的能力，而這種能力對于解決物理壓軸題是極其必要的.因此教師在教學的過程中不僅要注重答案的精準講解，還要引導學生體驗解題思路，培養相關的物理解題意識，能夠快速找到解題的關鍵點，這樣學生的物理學科素養和解決問題的能力才能在練習中不斷得到提高.

參考文獻：

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