傳送帶模型解題策略

傳送帶模型是高中物理課程中的重要模型之一，多以選擇題和計算題的形式在考試中出現．與傳送帶有關的問題情境較多，主要涉及分析物體與傳送帶之間的相互作用特點、運動學規律以及相互作用過程中的能量轉化關系等，綜合性較高，學生學習難度較大．本文以常見的水平傳送帶和傾斜傳送帶為例，系統地總結傳送帶模型的通用解題策略和具體步驟，旨在幫助大家提高解決類似問題的能力．

１ 傳送帶模型的解題策略及具體步驟

１．１ 明確研究對象，畫出受力分析圖

在研究傳送帶模型的過程中，核心任務是準確分析物體在傳送帶上的運動規律及其受力特點．因此，我們首先需要明確研究對象（即物體），并在考慮物體與傳送帶之間的相對運動的同時，準確地繪制出物體的受力分析圖．在受力分析的過程中，我們通常按照以下步驟進行：首先考慮重力、電磁力等非接觸力，其次是彈力，然后是摩擦力，最后綜合考慮其他所有可能的力．

１．２ 利用牛頓第二定律列方程，求解加速度

在完成對物體受力分析后，首先需要判斷物體是否具有加速度．一旦確認存在加速度，便應在受力分析圖上注明加速度的方向．接著，根據牛頓第二定律建構方程式，求解物體的加速度，這是進一步分析物體運動細節的必要準備．

１．３ 繪制vＧt 圖像

在繪制研究對象的vＧt 圖像時，首先基于受力分析和題干提供的信息，對物體在傳送帶上的運動進行定性或定量描述．接著，繪制傳送帶的vＧt 圖像，以便清晰展現物體與傳送帶之間的相對運動和絕對運動關系．

１．４ 利用功能關系分析能量轉化

在做好前三個步驟的準備后，根據問題的具體要求，我們可以應用功的公式，并結合動能定理，來計算物體在各個過程中所受到的各個力對其所做的功．這一步的關鍵在于準確地分析出在相應階段中摩擦力對物體做功以及摩擦力對傳送帶做功的多少．摩擦力對傳送帶所做的功的大小，實際上就是在該階段由于運送物體電動機需要額外做的功．而一對滑動摩擦力做功的代數和，則代表了物體在傳送帶上相對運動過程中系統損失的機械能，這部分損失的機械能最終會轉化為物體與傳送帶相對運動過程中產生的熱能．

２ 傳送帶模型典型問題分析

２.１ 水平傳送帶勻速運動，物體無初速度輕放在傳送帶上

例１ 如圖g8sjVonU2UrDH1jWtqn4GA==１所示，水平放置的傳送帶以速度v＝２m·s－１向右運行，現將一質量為m ＝２kg的小物體輕輕地放在傳送帶A 端，已知物體與傳送帶間的動摩擦因數μ＝０.２，傳送帶A 端與B 端相距４m（重力加速度g 取１０m·s－２）．求：

（１）物體在傳送帶上相對傳送帶運動階段的加速度a物．

（２）物體在傳送帶上打滑階段經歷的時間t１．

（３）物體相對傳送帶運動過程中，物體發生的位移x１;傳送帶的位移x２;物體相對傳送帶滑動的位移Δx．

（４）在相對運動階段，滑動摩擦力對物體做功W１;對傳送帶做功W２;此階段因摩擦產生的Q熱．

解析 （１）物體剛放上去時，受力分析如圖２所示，由圖可知物體將在傳送帶上做勻加速直線運動，直到v物＝v帶，二者相對靜止后，摩擦力消失，物體將隨傳送帶一起做勻速直線運動，直到從傳送帶右端飛出．由牛頓第二定律可得

a物＝Ff／m ＝μmg／m ＝μg＝２m·s－２．