高一物理18板块和传送带-讲义（教师版）.pdf

18板块和传送带

知识结构

学习目标

利用牛顿运动定律解决板块问题和传送带问题。

一、【情境问题】水平传送带模型分析

1.知识讲解

传送带问题的动力学角度

1．传送带类问题的常见情景

从传送带的方位来看，有水平传送和倾斜传送两种情景：

（1）传送带沿水平方向匀速转动，物体无初速度地放到传送带上或者物体以某一初速度放上传送带；

（2）传送带倾斜放置，物体放到传送带底端向高处传送或由高端向低处传送。

从传动带问题求解类型来看有：

（1）求物体在传送带上的运动时间；（2）求物体在传送带上的相对位移；

（3）求传送带做的功，产生的热能等（这一部分在同学们学习了机械能之后，再进行专题讨论，本节

不做分析）。

传送带类问题的求解思路和技巧

解决传送带问题的关键是：首先分析清楚物体所受的摩擦力，再根据物体的受力确定物体的运动过

程，其中摩擦力的临界情况是分析的要点。当物体与传送带速度相等时，物体受到的摩擦力会发生突变

（有时是摩擦力的大小发生突变，有时是摩擦力的方向发生突变，也有时是摩擦力消失），所以分析速

度相等前后的受力特点，是解决这类问题的突破口，然后正确运用牛顿运动定律和运动学知识即可顺利

求解。

1

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2.随堂巩固

水平传送带模型的常规计算

例题

1.如图所示，一水平传送带长为，以的速度做匀速运动．已知某物体与传送带间的滑动摩擦

因数为，现将该物体由静止轻放到传送带的端．求

（1）物体刚放上传送带时的加速度．

（2）物块从运动到所需的时间(取)．

（3）物体在传送带上的划痕的长度．

【答案】（1）

（2）

（3）

【解析】（1）物体刚放上传送带时，受到传送带对其的向右的摩擦力，根据牛顿第二定律得

，得，方向由到．

（2）物块在传送带上做匀加速直线运动，最大速度为，匀加速直线运动阶段的位移为

，时间为；

由于，故物体与传送带速度相同时，与传送带一起做匀速直线运动，到达

传送带的端，匀速直线运动的时间为

所以物块从运动到所需时间为．

（3）物体与传送带速度一样时，不会有划痕，即在匀加速直线运动阶段产生了划痕，时间

内，传送带的位移为；

所以划痕的长度为．

【标注】【知识点】传送带问题

练习

2.一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），初始时，传送带与煤块都是静止的，现让传

送带以恒定的加速度开始运动，则在摩擦力的作用下，煤块获得的加速度为（为重力加速

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度），当传送带速度到达后，便以此速度做匀速直线运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下

了一段黑色痕迹后，相对于传送带不再滑动．求此黑色痕迹的长度．

【答案】

【解析】根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度

小于传送带的加速度，根据牛顿运动定律，可得：，设经历时间，传送带由静止开始加

速到速度等于，煤块则由静止加速到，有；．由于，故，煤块继

续受到滑动摩擦力的作用．再经过时间，煤块的速度由增加到，有：，