物體在皮帶上運動問題的分析

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）