翻閱近年高考試題，總會(huì)出現(xiàn)與傳送帶相關(guān)的問題。傳送帶問題是以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù)，既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，又能聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活實(shí)際，成為高考命題專家所關(guān)注的問題。高中物理涉及傳送帶問題一般分物體在傳送帶上是否受摩擦力，力的方向和大小的確定，在求解問題時(shí)要認(rèn)真分析物體與傳送帶的相對運(yùn)動(dòng)情況，對物體進(jìn)行綜合的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。

有這樣一道題目，一物塊m從某曲面上的Q點(diǎn)自由滑下，通過一粗糙的靜止傳送帶后，落到地面P點(diǎn)，如圖所示，若傳送帶沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，把該物塊放到Q點(diǎn)自由滑下，那么()

A.它仍落在P點(diǎn);

B.它將落在P點(diǎn)左邊;

C.它將落在P點(diǎn)的右邊;

D.無法判斷落點(diǎn)，因?yàn)樗赡苈洳坏降孛嫔蟻怼?/p>

解析:物體離開傳送帶后做平拋運(yùn)動(dòng)，所以落在地面上的位置應(yīng)該由水平速度和高度決定，因?yàn)楦叨炔蛔?，所以僅取決于物體離開傳送帶時(shí)的速度。

(典型錯(cuò)解)皮帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則物體在皮帶上通過的相對路程變長，如果從能量守恒的角度來看，物體克服摩擦做功，離開皮帶時(shí)動(dòng)能應(yīng)該是減少了，所以離開皮帶的速度應(yīng)該是變小了。

(正確思路)物體剛落在傳送帶上時(shí)的速度都是相同的，然后到傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)，無論皮帶是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是靜止，皮帶對物體的摩擦力都為阻力且為滑動(dòng)摩擦力=摩擦因數(shù)×正壓力。所以摩擦力不變，物體加速度(合外力/質(zhì)量) 恒定，物體的實(shí)際位移一定(一直要以地面為參考系)，根據(jù)v'2-v2=2ax所以到達(dá)傳送帶末端的速度也一定。以后做平拋運(yùn)動(dòng)，下落點(diǎn)也就一定了，所以正確選項(xiàng)為A。

[延伸思考]若傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)呢?

這種情況下就有多種可能了，因?yàn)槿魝魉蛶ы槙r(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，若比物體的速度快，使物體相對于傳送帶向后運(yùn)動(dòng)，則物體所受摩擦力向前提供動(dòng)力，具體情況如下:

設(shè)傳送帶的速度為u，物塊落到傳送帶上離開時(shí)的速度為v，傳送帶靜止時(shí)離開傳送帶的速度為v'則:

若傳送帶的速度u小于v'，則，物體在傳送帶上一直做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以仍落在P點(diǎn);

若v'

若傳送帶的速度u大于物塊的初速度，物體剛到傳送帶上時(shí)，相對于傳送帶向后運(yùn)動(dòng)，所以受到向前的摩擦力加速，當(dāng)物體的速度加到等于傳送帶的速度時(shí)后，物體和傳送帶沒有相對運(yùn)動(dòng)趨勢，和傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，最后落在P點(diǎn)右方。

分析物體在傳送帶上的摩擦力，要注意以下幾點(diǎn):

1.物體在傳送帶上參照物的選取，傳送帶上物體的摩擦力，要以與物體接觸的傳送帶為參照物，不要以地面或相對于地面靜止的物體為參照物。

2.判斷物體在傳送帶上的摩擦力方向。可以有兩個(gè)辦法，(1)根據(jù)摩擦力方向與相對運(yùn)動(dòng)方向或趨勢方向相反來確定;(2)可以根據(jù)摩擦力是動(dòng)力還是阻力來判斷，若摩擦力是加快物體運(yùn)動(dòng)的，則其方向與運(yùn)動(dòng)方向相同。

在計(jì)算物體在傳送帶上摩擦力的大小時(shí)，關(guān)鍵要區(qū)分是動(dòng)摩擦還是靜摩擦，動(dòng)摩擦力用F=μFN計(jì)算，靜摩擦力沒有現(xiàn)成的公式計(jì)算，一般根據(jù)平衡知識或牛頓第二定律確定。

在這個(gè)過程中的難點(diǎn)是當(dāng)物體和皮帶的速度出現(xiàn)大小相等、方向相同之后，有無摩擦力，是靜摩擦還是動(dòng)摩擦的問題。

例如:傳送帶與地面傾角為37°，傳送帶長度為16m，傳送帶以10m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶上端A點(diǎn)無初速地釋放一質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。已知g=10m/s2，求物體受到摩擦力作用的時(shí)間。(sin37°=0.6，cos37°=0.8)

本題中，剛放物塊的時(shí)候，摩擦力的方向與皮帶傳送方向相同。當(dāng)加速到物體的速度與皮帶的速度相同瞬間，因?yàn)閙gsin37°>μmg，物體不能勻速運(yùn)動(dòng)，即不能保持與傳送帶靜止，故還受到滑動(dòng)摩擦力作用，只不過改為方向沿傳送帶向上。

若本題如果傳送帶與地面角度α符合tanα≤μ(mgsinα≤μmgcosα)，則物體在達(dá)到與傳送帶速度相同以后，物體受到的摩擦力為沿傳送帶向上的靜摩擦力，其大小就等于mgsinα，物體保持與傳送帶相對靜止，直到傳送帶的最底端B。

傳送帶問題的分析思路:對初始狀態(tài)運(yùn)動(dòng)分析，判斷相對運(yùn)動(dòng)(趨勢)方向或判斷摩擦力是動(dòng)力還是阻力，判斷出摩擦力的大小和方向，需要注意由于物體速度變化，還需要分析相對運(yùn)動(dòng)來判斷以后的受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。

作者單位:遼寧撫順市第二中學(xué)