高中物理倾斜传送带模型的运作的原因是什么?
高中物理倾斜传送带模型的运作原因出自牛顿第二定律,如图:
1、牛顿第二运动定律的常见表述是:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。
2、该定律是由 艾萨克·牛顿在1687年于《 自然哲学的数学原理》一书中提出的。牛顿第二运动定律和第一、第三定律共同组成了 牛顿运动定律,阐述了经典力学中基本的运动规律。
3、牛顿第二运动定律特点:
瞬时性:牛顿第二运动定律是力的瞬时作用效果,加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。
独立性:物体受几个外力作用,在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关,与其他力无关,各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度,合加速度和合外力有关。
因果性:力是产生加速度的原因,加速度是力的作用效果h故力是改变物体运动状态的原因。
原因:
1、对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何,等等,这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清;
2、对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动,判断错误;
3、对于物体在传送带上运动过程中的能量转化情况考虑不全面,出现能量转化不守恒的错误过程。
1、在水平方向的传送带问题中物块的受力主要是讨论滑动摩擦力,在存在相对运动时就会存在摩擦力,因此分析问题时以滑块是否与传送带共速为临界进行分析讨论。
2、在斜面方向上的传送带问题中物块的受力就要复杂些了,物体相对传送带滑动或者有滑动的趋势是判断摩擦力方向的关键,比如滑块受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用,这样物体在沿斜面方向上所受的合力为重力的下滑分力和向下的滑动摩擦力,物体要做匀加速运动。
3、当物体加速到与传送带有相同速度时,摩擦力情况要发生变化,同速的瞬间可以看成二者间相对静止,无滑动摩擦力,但物体此时还受到重力的下滑分力作用,因此相对于传送带有向下的运动趋势。若重力的下滑分力大于物体和传送带之间的最大静摩擦力,此时有μ<tanθ,则物体将向下加速,所受摩擦力为沿斜面向上的滑动摩擦力;若重力的下滑分力小于或等于物体和传送带之间的最大静摩擦力,此时有μ≥tanθ,则物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动,所受静摩擦力沿斜面向上,大小等于重力的下滑分力。
4、也可能出现的情况是传送带比较短,物体还没有加速到与传送带同速就已经滑到了底端,这样物体全过程都是受沿斜面向上的滑动摩擦力作用。