《皮帶傳送帶問題探究》課題設計

黎遠安

重慶市第八中學，重慶市沙坪壩區400030

探究背景

皮帶傳輸問題涉及到兩體運動，物理情景較復雜，對學生的理解能力、分析綜合能力、推理能力、空間想象能力及理論聯系實際的能力的要求比較高。學生常在解決這類問題時犯錯誤。探究目的

讓學生全員參與，自主探究，激發學生的學科學習興趣，培養學生對科技的探索能力和科技論文的寫作能力，培養學生的協作意識。

探究過程

●探究分組

將全班學生分組，原則上自由組合，三人一組。教師協調，讓每一個小組搭配合理，以便課題的開展。

●探究時間

利用課余時間，時間為兩周。第一周探究問題，第二周交流探究成果。

●探究問題

探究問題1 如圖1所示，水平傳送帶A、B兩端相距s=4.5m，工件與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.1，工件滑上A端瞬時速度v瑼=4m/s，到達B端的瞬時速度設為v瑽。求：ぃ1）若傳送帶不動時，

①物體做什么運動？

②物體到達B端的速度多大？

③全過程中經歷的時間為多少？

④傳送帶對物體做的功為多少？

⑤全過程中能量是怎樣轉化的？

⑥為傳送物體，傳送帶額外做功為多少？

⑦為傳送物體，電動機應消耗的電能為多少？

（2）若傳送帶以v=2m/s勻速逆時針轉動時，如何？

（3）若傳送帶以v=4m/s勻速順時針轉動時，如何？

（4）若傳送帶以v=6m/s勻速順時針轉動時，如何？

（5）若傳送帶以v=4.5m/s勻速順時針轉動時，如何？

（6）若傳送帶以v=3.5m/s勻速順時針轉動時，如何？

（7）若傳送帶以v=2m/s勻速順時針轉動，如何？

探究問題2 將粉筆頭A輕放在以2m/s的恒定速度運動的足夠長水平傳送帶上后，傳送帶上畫下一條長度為4m的劃線。若使該傳送帶改為做加速度大小為1.5m/s2的減速運動直至速度為零，并且同時在傳送帶開始做對應運動的同時，將另一與A相同的粉筆頭B輕放在傳送帶上，則粉筆頭B停止在傳送帶上的位置與畫線起點間的距離為多少？（g=10m/s2）

探究問題3 如圖2所示，水平傳送帶AB長L=8.3m，質量為M=1kg的木塊隨傳送帶一起以v1=2m/s的速度向左勻速運動（傳送帶的傳送速度恒定），木塊與傳送帶間的動摩擦因數為μ=0.5。當木塊運動至最左端A點時，一顆質量為m=20g的子彈以v0=300m/s水平向右的速度正對射入木塊并穿出，穿出速度v=50m/s，以后每隔1s就有一顆子彈射向木塊，設子彈射穿木塊的時間極短，且每次射入點各不相同，取g=10m/s2。求：

（1）在被第二顆子彈擊中前，木塊向右運動離A的最大距離是多少？

（2）木塊在傳送帶上最多能被多少顆子彈擊中？

（3）從第一顆子彈射中木塊到木塊最終離開傳送帶的過程中，子彈、木塊和傳送帶這一系統所產生的熱能是多少？

●成果形成

讓學生自己從探究問題中尋找經驗體會，寫一篇關于皮帶傳送問題的探究論文。學生在選題上可能會出現題目選得太大，難以駕馭的現象，為此教師可引導學生從某一方面去探究，真正把問題搞懂，弄透，培養學生的協作能力。教師可提供一些題目供學生參考，如《皮帶傳送中空間關系的確定探究》，《皮帶傳送中動力學特征的探究》，《皮帶傳送中摩擦力的突變探究》，《皮帶傳送中能量的轉化流向的探究》等。

●成果交流

將學生所寫的探究論文在班上進行交流，一方面給學生提供了表現自我的場所，激發了學生對學科的興趣；另一方面也給學生一個討論問題的機會，百家爭鳴，才可去粗取精，讓學生既見樹木，又見森林。

探究體會

物理學難學，難在一個教學的“度”，學生的一個“悟”上，如何把握這個“度”，如何引導學生“悟”是教育工作者一直在不懈探究的課題。教學中，學生常感到枯燥乏味，究其根本是我們教得太死，太循規蹈矩。通過此課題，讓教學“死”去“活”來，既培養了學生的協作意識，又培養了學生的能力，何樂而不為呢？

(欄目編輯羅琬華)