析模型本質(zhì)，探解題方法

【摘要】高中物理中傳送帶上的物體運(yùn)動(dòng)問題是一類較為復(fù)雜的力學(xué)及運(yùn)動(dòng)類問題，涉及牛頓運(yùn)動(dòng)定律、力的合成與分解、相對(duì)運(yùn)動(dòng)等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，深受高考命題者的青睞.因此，教師必須認(rèn)真研究這一類問題的物體模型，探究其物理本質(zhì)和解題關(guān)鍵點(diǎn)，幫助學(xué)生突破解題思路障礙，建立相應(yīng)的知識(shí)體系.本文結(jié)合實(shí)例探究?jī)深悅魉蛶Ｐ停怨┳x者參考.

【關(guān)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(nèi)的左、右兩側(cè)平臺(tái)相距L=11.5m，兩者之間用傳送帶連接.傳送帶以可調(diào)節(jié)的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng).在左側(cè)平臺(tái)上有一質(zhì)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(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10，重力加速度g=10m/s2，物塊可視為質(zhì)點(diǎn).試求：

解 （1）煤塊剛放上時(shí)，受到向下的摩擦力，對(duì)煤塊進(jìn)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(shí)所用時(shí)間為t1=v0a1=1s，發(fā)生的位移x1=12a1t21=5m<L，即煤塊下滑5m后與傳送帶速度相等.

達(dá)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(diǎn)B發(fā)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(shí)間為t=t1+t2=1.5s.

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

評(píng)析 傾斜傳送帶模型在水平傳送帶的基礎(chǔ)上增加了重力沿斜面方向的分力，使得問題更加復(fù)雜多變.此類問題的解題關(guān)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(guān)系；③判斷物體能否在傳送帶上達(dá)到共速，以及達(dá)到共速后的運(yùn)動(dòng)情況；④利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相關(guān)物理量.

模型總結(jié)

（1）理清物體和傳送帶之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向并由此判斷出摩擦力的性質(zhì)（滑動(dòng)摩擦力或靜摩擦力）與方向是解題的關(guān)鍵.

（2）傳送帶問題中常常會(huì)涉及對(duì)臨界狀態(tài)的分析，一般就是物體和傳送帶共速的時(shí)刻以及物體開始和結(jié)束運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻.通常在這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)摩擦力改變的臨界狀態(tài)，動(dòng)靜摩擦力可能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，大小和方向也可能發(fā)生改變，所以對(duì)臨界狀態(tài)的分析就是解題的突破口.

（3）要善于發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和個(gè)體之間的關(guān)系，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)可以結(jié)合能量守恒定律等來求解，對(duì)于個(gè)體要學(xué)會(huì)利用隔離法，先從簡(jiǎn)單的點(diǎn)進(jìn)行分析，再逐步推導(dǎo).

結(jié)語(yǔ)

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

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