传送带的摩擦力问题 P Q点

传送带中的摩擦力做功与能量转化问题

传送带问题具有理论联系实际，综合性较强的特点。通过归类教学把相近、类似的问题区别开来，经过典型例题分析、比较，充分认识这类问题的特点、规律，掌握对该类问题的处理方法、技巧，采用归类教学有利于提高分析、鉴别并解决物理综合问题的能力。 一、运动时间的讨论

问题1：(水平放置的传送带)如图所示，水平放置的传送带以速度v=2m/s匀速向右运行，现将一质量为2kg的小物体轻轻地放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，若A端与B端相距4 m，求物体由A到B的时间和物体到B端时的速度分别是多少？ 解析：小物体放在A端时初速度为零，且相对于传送带向左运动，所以小物体受到向右的滑动摩擦力，小物体在该力作用下向前加速，a=μg,当小物体的速度与传送带的速度相等时，两者相对静止，摩擦力突变为零，

小物体开始做匀速直线运动。所以小物体的运动可以分两个阶段，先由零开始匀加速运动，后做匀速直线运动。

小物体做匀加速运动，达到带速2m/s所需的时间 t?在此时间内小物体对地的位移x?v?1s a

12at?1m2以后小物体以2m/s做匀速直线运动的时间 t??sAB?x3?s?1.5s v2 物体由A到B的时间T=

传送带问题专题

知识特点

传送带上随行物受力复杂，运动情况复杂，功能转换关系复杂。 基本方法

解决传送带问题要特别注重物理过程的分析和理解，关键是分析传送带上随行物时一般以地面为参照系。

1、对物体受力情况进行正确的分析，分清摩擦力的方向、摩擦力的突变。当传送带和随行物相对静止时，两者之间的摩擦力为恒定的静摩擦力或零；当两者由相对运动变为速度相等时，摩擦力往往会发生突变，即由滑动摩擦力变为静摩擦力或变为零，或者滑动摩擦力的方向发生改变。

2、对运动情况进行分析分清物体的运动过程，明确传送带的运转方向。

3、对功能转换关系进行分析，弄清能量的转换关系，明白摩擦力的做功情况，特别是物体与传送带间的相对位移。 一、 基础练习

【示例1】一水平传送带长度为20m，以2m／s的速度做匀速运动，已知某物体与传送带间动摩擦因数为0.1，则从把该物体由静止放到传送带的一端开始，到达另一端所需时间为多少？

V

【讨论】

1、在物体和传送带达到共同速度时物体的位移，传送带的位移，物体和传送带的相对位移分别是多少？

2、若物体质量m=2Kg，在物体和传送带达到共同速度的过程中传送带对物体所做的功，因摩擦而产生的热量分别是多少？

情景变换一、当传送带不做匀速运动时

【示例2】一水平的浅色长传

皮带

1．（1）确定计算功率Nj

Nj?KN[KW]

N——主动带轮传动的功率N=4KW K——工作情况系数 工作时间为——班 K=1.0 故Nj?1.0?4?4 （2）选择三角胶带的型号

小带轮的转速：n1?1440rpm 选用B型三角胶带 （3）确定带轮直径D1,D2

小轮直径D应满足条件: D1?Dmin(mm)

Dmin?140mm 故D1=150mm

大轮直径D2?14401250n1n2D2 n2为大轮的转速n2=1250rpm

?D2??150?172.8?173mm

（4）计算胶带速度?

?D1n13.14?150?1440????11.304m/s

6000060000（5）初定中心距A0

两带轮中心距应在A0?(0.6?2)(D1?D2)mm 故A0?1?(150?173)?323mm （6）计算胶带的长度L0

L0?2A0??2(D1?D2)?(D2?D1)4A022

3.1423?323??115mm 3.52 ?2?323?24?323查表12，选标准计算长度L及作为标记的三角胶带的内周长度LW

LN=1153.52 查得L=1153

（7）计算胶带的弯曲次数? ??1000m?L[S?1]?4

例谈摩擦力做功问题

李友全、李静（山东省威海市第一中学）选自《物理教学》2008年第9期

摩擦力做功问题，一直是高中物理教学的重点，更是教学难点。在具体问题中涉及到摩擦力是否做功、做功的正负，以及作为作用力反作用力的一对摩擦力（以下简称“一对摩擦力”）所做功的代数和（以下简称“合功”）的正负等问题，学生往往纠缠不清，理不清思路，甚至发生谬误，本文拟根据实例就此类问题作概略的讨论。

一．静摩擦力做功

1．单个静摩擦力做功

有不少初学者认为，静摩擦力是产生于“静止”的物体之间，所以静摩擦力一定不会对物体做功。其实不然，请看下面的情境：

用大拇指和食指捏起一支铅笔，让铅笔呈竖直状态。当手和铅笔向上匀速运动时，铅笔受到向上的静摩擦力作用，位移也向上，静摩擦力是动力，对铅笔做正功；当手和铅笔向下匀速运动时，铅笔受到向上的静摩擦力作用，位移向下，静摩擦力是阻力，对铅笔做负功；当手和铅笔不运动或一起在水平面内运动时。铅笔受到向上的静摩擦力作用，但在力的方向上位移为零，静摩擦力对铅笔不做功。

可见，静摩擦力可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做功，关键是看物体受到的静摩擦力和它运动方向的关系。当物体在静摩擦力的方向上有位移时，静摩擦力就要对物体做功。

传送带问题专析

一、摩力擦力方向及摩擦力做功分析

摩擦力的方向为与接触面相切，.与物体间的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。但相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，常用下列方法判断。

法1：“假设法”。即假设接触面光滑，看原来相对静止的物体间能发生怎样的相对运动。若能发生，则这个相对运动的方向就为原来静止时两物体间的相对运动趋势的方向。若不能发生，则物体间无相对运动趋势。

法2：根据“物体的运动状态”来判定。即先判明物体的运动状态（即加速度的方向），再利用牛顿第二定律（F=ma）确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小和方向。

例1 如图1-9所示为皮带传送装置，甲为主动轮，传动过程中皮带不打滑，P、Q分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是：

A．P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反

B．P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同 C．P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反 D．P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同

例2 如图1—12所示，A、B两物体竖直叠放在水平面上，今用水平力F拉物体，两物体一起匀速运动，试分析A、B间的摩擦力及B与水平

2017届高一物理导学案 3.3摩擦力 2014-10-13 编：杨永群

3.3 摩 擦 力

学习目标

1、知道摩擦力概念和产生条件； 2、会正确判断摩擦力方向；

3、掌握静摩擦力大小，会根据公式求滑动摩擦力。

一、课前自学，能解决

1、什么是摩擦力？

2、摩擦力产生的条件是什么？摩擦力的作用点在哪儿？摩擦力对物体运动或运动趋势有何影响？摩擦力的方向如何？你是如何理解和判断相对运动趋势方向的？

3、如何确定静摩擦力的大小？静摩擦力大小跟接触面粗糙程度、压力有关吗？什么是最大静摩擦力？最大静摩擦力大小跟接触面、压力有关吗？

4、运动的物体能受到静摩擦力吗？相对运动的物体能受到静摩擦力吗？静摩擦力能促进物体运动吗？能阻碍物体运动吗？

5、滑动摩擦力大小跟哪些因素有关？有什么关系？动摩擦因数跟什么因数有关？滑动摩擦力跟同等条件下（思考：同等条件是什么意思？）的最大静摩擦力相比，谁大？

6、静止的物体能受到滑动摩擦力吗？相对静止的物体能受到滑动摩擦力吗？滑动摩擦力能促进物体相对运动吗？能阻碍物体运动吗？

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2017届高一物理导学案 3.3摩擦力 2014-10-13 编：杨永群

3.3 摩 擦 力

学习目标

1、知道摩擦力概念和产生条件； 2、会正确判断摩擦力方向；

3、掌握静摩擦力大小，会根据公式求滑动摩擦力。

一、课前自学，能解决

1、什么是摩擦力？

2、摩擦力产生的条件是什么？摩擦力的作用点在哪儿？摩擦力对物体运动或运动趋势有何影响？摩擦力的方向如何？你是如何理解和判断相对运动趋势方向的？

3、如何确定静摩擦力的大小？静摩擦力大小跟接触面粗糙程度、压力有关吗？什么是最大静摩擦力？最大静摩擦力大小跟接触面、压力有关吗？

4、运动的物体能受到静摩擦力吗？相对运动的物体能受到静摩擦力吗？静摩擦力能促进物体运动吗？能阻碍物体运动吗？

5、滑动摩擦力大小跟哪些因素有关？有什么关系？动摩擦因数跟什么因数有关？滑动摩擦力跟同等条件下（思考：同等条件是什么意思？）的最大静摩擦力相比，谁大？

6、静止的物体能受到滑动摩擦力吗？相对静止的物体能受到滑动摩擦力吗？滑动摩擦力能促进物体相对运动吗？能阻碍物体运动吗？

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对摩擦力的再研究 ——最大静摩擦力与滑动摩擦力的相互

关系

袁菁 徐欣锦

【期刊名称】中学课程辅导（教学研究）

【年(卷),期】2016(010)023

【总页数】1

根据教学人教版高一物理必修 1 第 57 页“摩擦力”一节，物体所受的滑动摩擦力与正压力成正比，比例系数叫滑动摩擦因数。另外一种摩擦力为静摩擦力，且最大静摩擦力也与正压力成正比，比例系数叫最大静摩擦因素。

一、问题提出

在日常教学中，教师只是告诉学生，滑动摩擦力会略小于最大静摩擦力。解题时如果不知道最大静摩擦力的大小就通常用滑动摩擦力与其近似相等来处理。但实际上这两种摩擦力的差是确实存在的。根据其他学者[1]的研究，滑动摩擦因素与最大静摩擦因素并不相等。究竟这个差的大小受什么因素的影响，差值与两种摩擦力本身是否有关？为了解决这个问题，笔者进行了如下的实验设计。

二、方案设计

为了实验结论的普适性，笔者选用多种材料作为接触面进行研究，分别为塑料与木板、纸板、绒布之间。同时在本实验中，笔者选用力传感器，以便精准的测量摩擦力的变化。感器测量，如图1所示。但做实验对比时又发现，拉动木板速度较大时，对最大静摩擦力的数值影响大。原因是力传感器与木块相连的绳子一开始必须是松的，绳子绷紧时瞬间的冲量[2]会影响最

专题：传送带模型和滑块模型

1、 板块模型

此类问题通常是一个小滑块在木板上运动，小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力或静摩擦力联系在一起的。分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移等，解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图。在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm 与木板长度L 之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t 内完成。

例2 如图3所示，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当

小车速度达到1．5m/s时，在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长，求物体从放在小车上开始经t=1．5s通过的位移大小。（g取10m/s）

解答：物体放上后先加速：a1=μ

2

g=2m/s2

，

此时小车的加速度

为： ，当小车与物体达到共同速度时：v共

=a1t1=v0+a2

初中,物理,教学,课堂,教学设计

《摩擦力》教学设计

一、教材的特点

本节教材便于学生进行科学探究，教师应抓住探究滑动摩擦力与哪些因素有关为主线，安排学生进行猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，让学生经历探讨滑动摩擦力与压力及其它相关因素的关系过程，使学生在体验知识的形成、发展过程中培养主动获取知识的精神。

本节教材的内容与生活实际及生产实际联系十分密切，教材的在摩擦力调控编写突出了这一点。通过实验得出摩擦力的有关知识，注重引导学生运用所学的知识去分析许多调控摩擦力的方法，体现了新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

与老教材的课程目标相比，新教材更注重对学生探究能力、创新精神的培养，更注重让学生主动获取知识。

二、教学流程：

围绕本节中心“摩擦力的规律”展开。教学流程为：

引入新课→提出问题→学生猜想→实验方案设计→实验探究→讨论交流→总结规律→应用实例→练习巩固

三、教学目标

按照课程标准，本节的教学目标如下：

1、知识与技能

（1）知道滑动摩擦力的产生条件，会判断滑动摩擦力的方向。

（2）通过实验探究滑动摩擦力的大小跟什么有关知道滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力大小的关系。

（3）知道静摩擦力产生的条件，会分析静摩擦力的方向。

（4）通