高考物理中的划痕问题Microsoft-Word-文档.doc

高考物理中的划痕问题绵阳东辰国际学校 胡明会 2014-3-1难点分析：是物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动突破方法：是灵活运用“力是改变物体运动状态的原因”和“滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向相反”这两个依据运动性质：正确分析，判断好物体和传送带的加速度、速度关系，画好草图分析，找准物体和传送带的位移及两者之间的关系解决方法：选取研究对象，对所选研究对象进行隔离处理，就是一个化难为简的好办法对轻轻放到运动的传送带上的物体，由于相对传送带向后滑动，受到沿传送带运动方向的滑动摩擦力作用，决定了物体将在传送带所给的滑动摩擦力作用下，做匀加速运动，直到物体达到与皮带相同的速度，不再受摩擦力，画出运动过程的速度时间图象就可让学生轻松把握 例题1：在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带当旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进 设传送带匀速前进的速度为0.25m/s，把质量为5kg的木箱静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹？【审题】传送带上留下的摩擦痕迹，就是行李在传送带上滑动过程中留下的，行李做初速为零的匀加速直线运动，传送带一直匀速运动，因此行李刚开始时跟不上传送带的运动。

当行李的速度增加到和传送带相同时，不再相对滑动，所以要求的摩擦痕迹的长度就是在行李加速到0.25m/s的过程中，传送带比行李多运动的距离解析】解法一：行李加速到0.25m/s所用的时间：t＝＝＝0.042s行李的位移： x行李＝＝=0.0053m传送带的位移：x传送带＝V0t＝0.25×0.042m＝0.0105m摩擦痕迹的长度：解法二：以匀速前进的传送带作为参考系．设传送带水平向右运动木箱刚放在传送带 上时，相对于传送带的速度v=0.25m/s,方向水平向左木箱受到水平向右的摩 擦力F的作用，做减速运动，速度减为零时，与传送带保持相对静止木箱做减速运动的加速度的大小为a＝6m/s2木箱做减速运动到速度为零所通过的路程为即留下5mm长的摩擦痕迹总结】分析清楚行李和传送带的运动情况，相对运动通过速度位移关系是解决该类问题的关键例题2：一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为初始时，传送带与煤块都是静止的现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。

求此黑色痕迹的长度审题】本题难度较大，传送带开始阶段也做匀加速运动了，后来又改为匀速，物体的运动情况则受传送带的运动情况制约，由题意可知，只有μg＜a0才能相对传送带滑动，否则物体将与传送带一直相对静止因此该题的重点应在对物体相对运动的情景分析、相对位移的求解上，需要较高的分析综合能力解析】方法一：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a小于传送带的加速度a0根据牛顿运动定律，可得设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0，煤块则由静止加速到v，有 由于a

方法三：传送带加速到v0 ，有 ①传送带相对煤块的速度 ②传送带加速过程中，传送带相对煤块的位移【相对初速度为零，相对加速度是】传送带匀速过程中，传送带相对煤块的位移【相对初速度为t，相对加速度是】整个过程中传送带相对煤块的位移即痕迹长度 ③由以上各式得Ot2t11tv0v图2—6【小结】本方法的思路是用相对速度和相对加速度求解关键是先选定好过程，然后对过程进行分析，找准相对初末速度、相对加速度方法四：用图象法求解画出传送带和煤块的V—t图象，如图2—6所示其中，，黑色痕迹的长度即为阴影部分三角形的面积，有：【小结】本方法的思路是运用在速度—时间图象中，图线与其所对应的时间轴所包围图形的面积可以用来表示该段时间内的位移这个知识点，来进行求解，本方法不是基本方法，不易想到，但若能将它理解透，做到融会贯通，在解决相应问题时，就可以多一种方法总结】本题题目中明确写道：“经过一段时间，煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动这就说明第一阶段传送带的加速度大于煤块的加速度当传送带速度达到时，煤块速度，此过程中传送带的位移大于煤块的位移。

接下来煤块还要继续加速到，传送带则以做匀速运动两阶段的物体位移之差即为痕迹长度有的学生对此过程理解不深，分析不透，如漏掉第二阶段只将第一阶段位移之差作为痕迹长度；将煤块两阶段的总位移作为痕迹长度；用第一阶段的相对位移与第二阶段的煤块位移之和作为痕迹长度；还有的学生分三种情况讨论；有的甚至认为煤块最终减速到零，这些都说明了学生对物体相对运动时的过程分析能力还有欠缺处理物体和传送带的运动学问题时，既要考虑每个物体的受力情况及运动情况，又要考虑到它们之间的联系与区别，只有这样，才能从整体上把握题意，选择规律时才能得心应手例题3：一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央桌布的一边与桌的AB边重合，如图，已知盘与桌布间的动摩擦因数为μl，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度) 【审题】这是一道特别复杂的综合题，不仅物理过程多，而且干扰因素也多乍看不是传送带的题目，但处理方法与例题6几乎完全相同可以将题中复杂的物理过程拆散分解为如下3个小过程，就可以化繁为简、化难为易，轻易破解本题。

过程1：圆盘从静止开始在桌布上做匀加速运动至刚离开桌布的过程；过程2：桌布从突然以恒定加速度a开始抽动至圆盘刚离开桌布这段时间内做匀加速运动的过程；过程3：圆盘离开桌布后在桌面上做匀减速直线运动的过程设桌面长为L，开始时，桌布、圆盘在桌面上的位置如图甲所示；圆盘位于桌面的中央，桌布的最左边位于桌面的左边处由于桌布要从圆盘下抽出，桌布与圆盘之间必有相对滑动，圆盘在摩擦力作用下有加速度，其加速度a1应小于桌布的加速度a，但两者的方向是相同的当桌布与圆盘刚分离时，圆盘与桌布的位置如图乙所示圆盘向右加速运动的距离为x1，桌布向右加速运动的距离为L+x1圆盘离开桌布后，在桌面上作加速度为a2的减速运动直到停下，因盘未从桌面掉下，故而盘作减速运动直到停下所运动的距离为x2，不能超过L－x1通过分析并画出图丙本题虽然是一个大多数同学都熟悉、并不难想象或理解的现象，但第一次能做对的同学并不多，其中的原因之一就是不善于在分析物理过程的同时正确地作出情境示意图，借助情境图来找出时间和空间上的量与量之间的关系解析】 1.由牛顿第二定律：μlmg=mal ①由运动学知识：v12=2al x1 ②2.桌布从突然以恒定加速度a开始抽动至圆盘刚离开桌布这段时间内做匀加速运动的过程。

设桌布从盘下抽出所经历时间为t，在这段时间内桌布移动的距离为x1，由运动学知识：x =at2 ③x1=a1t2 ④而x=L+x1 ⑤3.圆盘离开桌布后在桌面上做匀减速直线运动的过程设圆盘离开桌布后在桌面上作匀减速运动，以a2表示加速度的大小，运动x2后便停下，由牛顿第二定律：μ2mg＝ma2 ⑥由运动学知识：v12=2a2 x2 ⑦盘没有从桌面上掉下的条件是：x2≤L—x1 ⑧由以上各式解得：≥ ⑨【总结】此解题方法是运用了最基本的牛顿第二定律和运动学知识来解决这一复杂物理过程的，其实题目再复杂，也是用最基本的基础知识来求解的当然，也可以从动能定理、动量定理、功能关系或v-t图象等角度求解。