高中物理傳送帶問題的分析與討論

吳波

摘 要：傳送帶問題與生活實(shí)際聯(lián)系十分緊密，同時(shí)也涉及物理學(xué)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)等部分的問題，所以此部分作為高考的重難點(diǎn)，往往是學(xué)生在面對(duì)高考試題時(shí)比較困難的地方，但是傳送帶問題并不是那么的困難，只要學(xué)生能夠把握傳送帶問題的重點(diǎn)，并且能夠熟練地掌握與傳送帶相關(guān)問題的基礎(chǔ)部分，這樣傳送帶問題就迎刃而解。所以高中物理教師在講述傳送帶問題時(shí)，首先要幫助學(xué)生打好基礎(chǔ)，然后讓學(xué)生對(duì)傳送帶問題有一個(gè)基本的認(rèn)知，最后就是要深入分析物理傳送帶問題的內(nèi)涵，這樣學(xué)生才能真正學(xué)會(huì)傳送帶問題，掌握高考的重難點(diǎn)部分。本文就高中物理傳送帶問題重難點(diǎn)分析以及解決傳送帶問題的有效措施展開論述。

關(guān)鍵詞：高中物理;傳送帶問題;分析與討論

傳送帶問題是與實(shí)際生活中的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系的一個(gè)物理模型，是與生活存在緊密聯(lián)系的，所以教師可以給學(xué)生建立一個(gè)生活化的情景，讓學(xué)生在生活中觀察傳送帶的運(yùn)行情況，這樣學(xué)生也能夠?qū)⑸钪械默F(xiàn)象與傳送帶問題的解答相聯(lián)系，從而更好地解決問題。同時(shí)傳送帶問題涉及的知識(shí)較多，教師需要通過傳送帶這樣一個(gè)綜合的問題來幫助學(xué)生復(fù)習(xí)相應(yīng)的知識(shí)，比如位移時(shí)間、加速度等物理量的相關(guān)計(jì)算，當(dāng)然教師在教學(xué)過程中也要注意對(duì)傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析，讓學(xué)生能夠真正掌握相應(yīng)問題的解決方法。

一、高中物理傳送帶問題重難點(diǎn)分析

（一）重難點(diǎn)形成的原因

物體與傳送帶之間是否存在摩擦力，是解決傳送帶問題需要考慮的部分，并且摩擦力的類型也需要進(jìn)行判斷，靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力是有不同的解題方式的。與此同時(shí)教師還要讓學(xué)生學(xué)會(huì)判斷摩擦力的方向，這樣才能準(zhǔn)確的分析物體所受到力的情況，學(xué)生才能通過受力分析準(zhǔn)確地解答關(guān)于位移等問題。所以教師在進(jìn)行摩擦力的分析時(shí)就要幫助學(xué)生明確摩擦力的產(chǎn)生條件、判斷方向的有效方法，這樣才能讓學(xué)生很好地解決摩擦力的問題。同時(shí)判斷物體相對(duì)于地面或者是傳送帶所做運(yùn)動(dòng)的類型也是十分困難的，學(xué)生要根據(jù)不同的情況進(jìn)行不同的考慮。學(xué)生需要根據(jù)不同的參照物分析物體的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這就需要學(xué)生能夠深入掌握速度以及加速度等知識(shí)，這樣學(xué)生才能準(zhǔn)確分析出物體的運(yùn)動(dòng)過程。

（二）重點(diǎn)解決易錯(cuò)點(diǎn)，讓學(xué)生正確理解摩擦力

摩擦力作為解決問題的基礎(chǔ)，是很多學(xué)生在一開始就無法解決傳送帶問題的根源所在，教師要讓學(xué)生正確理解摩擦力的產(chǎn)生條件，物體之間是否真正發(fā)生相互接觸、擠壓，讓學(xué)生通過題干進(jìn)行相關(guān)問題的分析。另一方面，學(xué)生要知道接觸面不光滑才能擁有摩擦力，如果接觸面光滑則必然沒有摩擦力;還有就是物體之間是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這也是學(xué)生在解決問題時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方。因此教師要讓學(xué)生掌握一些關(guān)鍵性的詞語，比如：物體輕輕地放在勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上，那么物體與傳送帶之間一定發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，與此同時(shí)物體和傳送帶同時(shí)受到反方向的滑動(dòng)摩擦力。對(duì)于滑動(dòng)摩擦力方向的判斷還需要學(xué)生掌握兩種方法，一種是基本的概念問題，滑動(dòng)摩擦力是一定要阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)趨勢(shì)的，也就是學(xué)生首先要判斷物體相對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向，然后就可以以反方向作為滑動(dòng)摩擦力的方向。在判斷物體相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，還可以采用假設(shè)法，假設(shè)物體沒有受到摩擦，那么物體將停在原處，則物體相對(duì)傳送帶有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，這時(shí)就能分析到物體受到傳送帶向前方向的摩擦力，由牛頓第三定律可知傳送帶受到向后的滑動(dòng)摩擦力。這時(shí)學(xué)生就可以通過掌握一些關(guān)鍵性的詞語和一些方法分析出摩擦力的大小、方向。

二、探討解決高中傳送帶問題的具體措施

（一）創(chuàng)設(shè)情景，提出問題

教師在進(jìn)行傳送帶問題的講解時(shí)，一定要注意與生活的情景相結(jié)合，讓學(xué)生能夠在腦海中形成一個(gè)具體的形象，這樣學(xué)生才能根據(jù)題干中的信息建立起一個(gè)運(yùn)動(dòng)情景，學(xué)生在解決傳送帶問題時(shí)就可以有一個(gè)明晰的思路，從而能夠更好地解決相應(yīng)的問題。在創(chuàng)設(shè)情景之后，教師要給學(xué)生提出相應(yīng)的問題，讓學(xué)生能夠初步了解傳送帶問題所涉及相應(yīng)量的求解，這樣學(xué)生在真正遇到傳送帶問題時(shí)能夠有的放矢。

例如，在進(jìn)行科教版必修一第三章《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》的教學(xué)時(shí)，教師在課堂開始之前就可以引入飛機(jī)場(chǎng)，火車站、汽車站的安全檢查儀工作的情景，然后教師利用新型多媒體技術(shù)將其裝置簡(jiǎn)化成一個(gè)簡(jiǎn)單的傳送帶，再幫助學(xué)生回想檢測(cè)行李時(shí)的情景，讓學(xué)生進(jìn)入到傳送帶的生活情景之中。在這一過程中，教師可以提出相應(yīng)的問題：假如你的行李在傳送帶的某一點(diǎn)并且以恒定的速度運(yùn)行，隨后你以另一個(gè)速度通過安全檢測(cè)通道，請(qǐng)問你和行李誰先到達(dá)終點(diǎn)？或者是學(xué)生能否接到自己的行李？這些與實(shí)際生活相關(guān)聯(lián)的問題，可以讓學(xué)生真正地感受到傳送帶問題對(duì)于生活的作用，學(xué)生也會(huì)更加投入到問題的解答之中。

（二）問題引導(dǎo)，自主探究

問題引導(dǎo)是教師持續(xù)讓學(xué)生關(guān)注傳送帶問題的關(guān)鍵所在，即教師要讓學(xué)生通過問題引導(dǎo)來解決相應(yīng)的問題，讓學(xué)生根據(jù)教師所提出的問題自主進(jìn)行探究。這樣的教學(xué)方式能夠加深學(xué)生對(duì)于傳送帶問題解決的印象，同時(shí)也會(huì)讓學(xué)生擁有一定的自學(xué)能力。

例如，在進(jìn)行科教版必修一第三章《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》的教學(xué)時(shí)，教師就可以給學(xué)生提出一系列的問題，比如：傳送帶在做什么運(yùn)動(dòng)？物體在做什么運(yùn)動(dòng)？人又在做什么運(yùn)動(dòng)？同時(shí)還要讓學(xué)生明白為什么是這樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，讓學(xué)生養(yǎng)成一種有理可以參照的習(xí)慣，而不是僅僅依靠學(xué)生本身對(duì)于問題的想象。承接上述例子，教師可以提問：學(xué)生的行李會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去嗎？求行李可能達(dá)到的最大速度。這樣學(xué)生就能通過牛頓第二定律來解決這一問題，同時(shí)也鞏固了關(guān)于牛頓第二定律的相關(guān)內(nèi)容。通過對(duì)加速度的求解，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)行李在向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)當(dāng)行李速度與傳送帶速度相同時(shí)也就是行李與傳送帶保持相對(duì)靜止時(shí)，行李達(dá)到最大速度。這時(shí)學(xué)生就可以通過對(duì)于此問題的解答，分析行李的整體運(yùn)動(dòng)情況，很好地解決了這一問題。自主探究可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立解決問題，而不是僅僅依賴于教師的指導(dǎo)才能解決相應(yīng)的問題。

（三）總結(jié)規(guī)律，得出結(jié)論

高中物理傳送帶問題之所以難是因?yàn)樗婕暗闹R(shí)點(diǎn)比較多，同時(shí)也有一些難以判斷的部分，這時(shí)就需要學(xué)生總結(jié)相應(yīng)的規(guī)律，在大量的做題中尋找出相應(yīng)的規(guī)律，比如平放的傳送帶與傾斜的傳送帶的解題方式是不同的，學(xué)生需要通過總結(jié)來歸納出不同傳送帶問題的類型。同時(shí)學(xué)生還要注意結(jié)論的得出，當(dāng)題干中給出不同的信息時(shí)，學(xué)生要學(xué)會(huì)對(duì)其進(jìn)行不同的解釋，這樣學(xué)生在看到不同的詞匯時(shí)就可以立即得出不同的信息，從而更好地解決相應(yīng)的問題，這也在很大程度上降低了傳送帶問題的解題難度。

綜上所述，高中物理傳送帶問題是高考中的重難點(diǎn)，也是優(yōu)秀學(xué)生的出彩點(diǎn)，雖然本道題目的難度較高，但是對(duì)于學(xué)生來說并不是完全沒有方法可以解的，學(xué)生可以根據(jù)自己的水平來解答相應(yīng)難度的問題。同時(shí)教師也可以通過由易到難的原則來培養(yǎng)學(xué)生的成就感，讓學(xué)生收獲成功的喜悅，這樣學(xué)生才能積極地學(xué)習(xí)和解答相應(yīng)的問題。

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