摩擦力的特点在传送带模型中的体现

浅议摩擦力的特点在传送带模型中的体现

在高中物理学习中，摩擦力是一个重点也是一个难点，也是近几年高考的热点。摩擦力的产生条件是：第一，物体间相互接触、挤压；第二，接触面不光滑；第三，物体间有相对运动趋势或相对运动。而摩擦力的方向是与接触面相切，与相对运动趋势或相对运动方向相反。可以看出摩擦力的产生条件和方向都与相对运动或相对运动趋势有关。而相对运动或相对运动趋势的参考系为接触的物体。所以在做有关摩擦力的问题时要注意变换参考系，也就是分析摩擦力的性质和方向时要以接触的物体为参考系，而确定物体的运动状态一般要以地面为参考系。因此传送带是考查摩擦力的非常理想的物理情景。在解决传送带问题时，充分体现了摩擦力的灵活性。由于研究物体与接触物体的相对运动情况不断变化，物体所受摩擦力的性质和方向也会不断的变化，使摩擦力非常灵活。那么摩擦力的易变性体现为大小易变、方向易变、动静易变。下面列举几个传送带的问题来体现摩擦力的这些易变性：

例题一：如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，长l=16m，传送带以v=10m/s的速率逆时针转动。在传送带顶端无初速度的放一个质量m=0.5kg物体，它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5。求物体运动到传送带底端所用时间是多少？

解析：物体的运动分为两个过程：第一个过程是在物体速度等于传送带速度之前，受力分析如图所示，物体做匀加速直线运动 mg sinθ+μmg cosθ=ma1