公开课教学设计

公开课教学设计

《功能关系—传送带模型的构建》

华容一中胡昌武

一、教学目标

知识目标：

1、进一步掌握物体在传送带上的运动规律

2、理解掌握物体在传送带上运动的功能分析方法及过程

能力目标：

提高学生建模能力、分析问题、解决问题的能力

情感目标:

培养学生独立思考、合作探究和推理判断的能力

二、教学重点

物体在传送带上运动产生内能的原因及计算。

三、教学难点

模型的迁移运用

四、课时：1课时

五、教学过程

（一）激情导入

高考动向：

我们研究过运动学的问题，也研究过功与能的有关问题，这两类问题在高考中都很难绕过一个基本模型——传送带。近几年有关传送带考题也是频频出现。传送带问题的考查一般从两个层面上展开，一是受力和运动分析，二是功能分析。今天我们主要研究第二类问题。

下面请同学们完成学案上的复习引入里的有关问题。 问题情境

如图所示，传送带随轮以恒定的速率1v 顺时针转动（01>v ），物体从左端以速度2v 滑上传送带，从传送带左端运动到右端。试分析下列问题：

情况

答案 问题 12v v <

12v v >

12v v =

是否受到摩擦力作用

物体将会在传送带上怎样运动

（二）合作探究，小组交流

将学生分成学习小组，讨论研究下面的三个问题：

探究1：一水平传送带两轮之间距离为10m ，以1v =4m/s 的速度做匀速运动。已知某质量为1kg 小物体与传送带间的动摩擦因数为0.1，将该小物体轻轻的无初速放在传送带的左端，设传送带速率不受影响，求物体从左端运动到右端的过程中(g 取10m/s2)

(1)传送带对物体做的功W f ；

(2)系统产生的内能Q ； (3)物体对传送带做的功W F 。

2v

1v

v

2

v 1

v

教师提问，学生思考：

经过学生讨论研究，教师最后归纳总结：

探究2：如图5－4－5所示，一质量为1kg 的滑块从高为0.2m 的光滑圆弧形槽的顶端A 处无初速度地滑下，槽的底端B 与水平传送带相接，传送带的运行速度恒为4m/s ，两轮轴心间距为l=8m ，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1；求物体从左端运动到右端的过程中(g 取10m/s2)：

(1)滑块到达底端B 时的速度大小； (2)传送带对物体做的功W f ；

(3)系统产生的内能Q ； (4)物体对传送带做的功W F 。

经过学生讨论研究能量的去向，教师最后归纳总结：

图5－4－5

W f =umgs 1=8J Q=umg?s=8J W F =-umgs 2=-16J

这三个量之 间有何关系？

传送带拿出16J 能量

物体能量 增加8J

系统内能 增加8J 电动机 提供能量

思维小结：

（a ）传送带对物体做的功：W f =F?S 物=△E K （传送带水平） （b ）传送带做的功：W F =F?S 带 ，功率P=F×V 带（F 由传送带受力平衡求得）

（c ）产生的内能：Q=f?S 相对

（d ）如物体无初速，放在水平传送带上，则在整个加速过程中物体获得的动能E K ，因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系：

22

1mv Q E k =

= 功能关系：W F =△E K +△E P +Q （有多种不同形式，注意正负号）

（三）、巩固训练，思维拓展

1、一水平传送带两轮之间距离为10m ，以1v =2m/s 的速度做匀速运动。已知某质量为1kg 小物体与传送带间的动摩擦因数为0.1，将该小物体沿传送带同样的方向以2v =4m/s 的初速度滑上传送带，设传送带速率不受影响，求物体从左端运动到右端的过程中(g 取10m/s2) (1)传送带对物体做的功W f ；

（2）系统产生的内能Q ；

2v

1

v

传送带拿出8J 能量

物体能量 增加6J

系统内能 增加2J 电动机

提供能量

（3）物体对传送带做的功W F 。

能量走向如图：

（课外练习）如图所示，传送带与地面的倾角为37°，以10m/s 的速率逆时针转动，在传送带上方轻轻静放一质量为0.5kg 的物块，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带两轮间距为16m ，则传送带对物体做的功和系统产生的内能各为多少？(g 取10m/s2)

（1）分析要点：这种传送带是指两皮带轮等大，轴心共面但不在同一

水平线上（不等高），传送带将物体在斜面上传送的装置．处理这类问题，同样是先对物体进行受力分析，再判断摩擦力的大小与方向，这类问题特别要注意：若传送带匀速运行，则不管物体的运动状态如何，物体与传送带间的摩擦力不会消失．为了使问题简单，可以把问题分解为下面的5个小问题：

（1）对物体进行受力分析，判断开始时摩擦力的方向并求出物体的加速度。

（2）结合动力学知识，分析物体运动形式（分为几个阶段，各阶段

物体能量 减少6J

系统内能 增加2J

传送带得 到4J 能量

外力阻止

所用时间为多少）。

（3）当物体与传送带速度相等时，传送带对物体做的功和系统产生的内能各为多少？

（4）物体与传送带速度相等之后，传送带对物体做的功和系统产生的内能各为多少？

（5）整个过程传送带对物体做的功和系统产生的内能各为多少？（6）整个过程中系统的能量是怎样转化的？

（四）课堂小结

1、学生自己总结、整理本节课的知识。

2、请同学到讲台前作总结，主要谈谈自己对物体在传送带上运动模式的认识和体会。

3、提问与交流（有什么不懂的可以同学之间交流，也可向老师提问）

（四）作业：《优化方案》上本章第2节知识

《功能关系—传送带模型的构建》教学设计说明

华容一中胡昌武

传送带问题是以真实物理现象为依据的问题，它既能训练学生的

科学思维，又能联系科学、生产和生活实际，因而，这种类型问题具有生命力，当然成为高考命题专家所关注的问题．近几年有关传送带考题频频出现，显示出它在考查学科综合能力的独特功能。

一、学情分析

本届学生基础较差，从每次全县质检情况来看，和其它中学相比看不出明显优势。针对这种情况，我们进行一轮复习时，更加注重和强调基础知识、基本方法、解题技能的训练，力求在中低档试题上有所突破。

二、考点分析

传送带问题的考查一般从两个层面上展开，一是受力和运动分析，受力分析中关键是注意摩擦力突变（大小、方向）——发生在V

V带相同的时刻；运动分析中关键是相对运动的速度大小与方向物与

的变化——物体和传送带对地速度的大小与方向比较。二是功能分析，注意功能关系：W F=△E K+△E P+Q，式中W F为传送带做的功：W F=F·S带（F由传送带受力情况求得），△E K、△E P为传送带上物体的动能、重力势能的变化，Q是由于摩擦产生的内能：Q=f·S相对。

三、关于教学目标、重点和难点

1、知识目标：

○1、进一步掌握物体在传送带上的运动规律

○2、理解掌握物体在传送带上运动的功能分析方法及过程

2、能力目标：

提高学生建模能力、分析问题、解决问题的能力

3、情感目标:

培养学生独立思考、合作探究和推理判断的能力

4、教学重点

物体在传送带上运动产生内能的原因及计算。

5、教学难点

模型的迁移运用

四、关于教学方法

本节教学设计以学生为主体，运用“创设情境—提问—分析—合作—应用”模式进行教学，在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践，在教师合理、有效的引导下进行高效学习，以充分体现合作的精神，实现对学生建模能力的培养。

五、关于教学过程

1、创设情境，提出问题

设计一个简单的物体在传送带上运动的情境，传送带的速度是固定的，但物体的速度却是变化的，具体设置了三种情形。提出这样一个简单问题，目的是让每一个同学都参与进来，而且使每一个同学都清楚物体在传送带上运动的主要方式和其制约条件，为本节课做好知识上的准备。

2、独立思考+合作讨论

通过前面的情境练习，学生已经清楚了物体在传送带上运动的主要方式，这一环节主要是将这一问题上升到能量的高度，并建立与之对应的模型，并能指出这些问题之间的联系和区别。

探究1的特点:物体无初速度，物体将加速滑行一段位移后与传送带速度相同，然后匀速运动到右端。学生首先完成这个题目的各个问题，然后小组探究本题中能量的走向。特别是弄清楚虽然物体增加的动能和系统产生的内能相等，但他们之间是平等的关系，不是他们之间转化的结果。

探究2的特点:依然是一个水平传送带的问题，只不过情形稍微复杂一点，夹杂了一个竖直方向的能量问题，总体来说难度不大。学生首先完成这个题目的各个问题，然后小组探究本题中能量的走向。在本例中物体增加的动能和系统产生的内能已经不相等，更好的说明了第一个问题。

在这一环节中多留点时间，让学生充分体会公式W F=F·S带和Q=f·S相对的含义和分析问题的方法。因为这种分析问题的方法对学生以后的学习会有很大的帮助。

3、应用模型

模型建立起来了，要及时运用才能深刻理解并掌握。本题其实是探究一的一种变形，在本题中，物体被赋予了一个速度，而且比传送带的大，这样物体会先减速再匀速。题目的解法和前面的基本思想还是一样，但要注意细节，特别是能量的走向发生了变化。

课外练习是自己改编的，情境稍微复杂点，为一倾斜的传送带，

这种传送带是指两皮带轮等大，轴心共面但不在同一水平线上（不等高），传送带将物体在斜面上传送的装置．处理这类问题，同样是先对物体进行受力分析，再判断摩擦力的大小与方向。物体在上面的运动是先加速再加速，但两次加速度不一样，而且摩擦力的方向也不一样，这样就增加了问题的难度，这类问题特别要注意：若传送带匀速运行，则不管物体的运动状态如何，物体与传送带间的摩擦力不会消失。为了使问题简单，我就把问题分解为下面的6个小问题，方便学生思考和练习。