《皮带传送带问题探究》课题设计

黎远安

重庆市第八中学，重庆市沙坪坝区400030

探究背景

皮带传输问题涉及到两体运动，物理情景较复杂，对学生的理解能力、分析综合能力、推理能力、空间想象能力及理论联系实际的能力的要求比较高。学生常在解决这类问题时犯错误。探究目的

让学生全员参与，自主探究，激发学生的学科学习兴趣，培养学生对科技的探索能力和科技论文的写作能力，培养学生的协作意识。

探究过程

●探究分组

将全班学生分组，原则上自由组合，三人一组。教师协调，让每一个小组搭配合理，以便课题的开展。

●探究时间

利用课余时间，时间为两周。第一周探究问题，第二周交流探究成果。

●探究问题

探究问题1 如图1所示，水平传送带A、B两端相距s=4.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，工件滑上A端瞬时速度v瑼=4m/s，到达B端的瞬时速度设为v瑽。求：ぃ1）若传送带不动时，

①物体做什么运动？

②物体到达B端的速度多大？

③全过程中经历的时间为多少？

④传送带对物体做的功为多少？

⑤全过程中能量是怎样转化的？

⑥为传送物体，传送带额外做功为多少？

⑦为传送物体，电动机应消耗的电能为多少？

（2）若传送带以v=2m/s匀速逆时针转动时，如何？

（3）若传送带以v=4m/s匀速顺时针转动时，如何？

（4）若传送带以v=6m/s匀速顺时针转动时，如何？

（5）若传送带以v=4.5m/s匀速顺时针转动时，如何？

（6）若传送带以v=3.5m/s匀速顺时针转动时，如何？

（7）若传送带以v=2m/s匀速顺时针转动，如何？

探究问题2 将粉笔头A轻放在以2m/s的恒定速度运动的足够长水平传送带上后，传送带上画下一条长度为4m的划线。若使该传送带改为做加速度大小为1.5m/s2的减速运动直至速度为零，并且同时在传送带开始做对应运动的同时，将另一与A相同的粉笔头B轻放在传送带上，则粉笔头B停止在传送带上的位置与画线起点间的距离为多少？（g=10m/s2）

探究问题3 如图2所示，水平传送带AB长L=8.3m，质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5。当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m=20g的子弹以v0=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度v=50m/s，以后每隔1s就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，取g=10m/s2。求：

（1）在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离A的最大距离是多少？

（2）木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？

（3）从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中，子弹、木块和传送带这一系统所产生的热能是多少？

●成果形成

让学生自己从探究问题中寻找经验体会，写一篇关于皮带传送问题的探究论文。学生在选题上可能会出现题目选得太大，难以驾驭的现象，为此教师可引导学生从某一方面去探究，真正把问题搞懂，弄透，培养学生的协作能力。教师可提供一些题目供学生参考，如《皮带传送中空间关系的确定探究》，《皮带传送中动力学特征的探究》，《皮带传送中摩擦力的突变探究》，《皮带传送中能量的转化流向的探究》等。

●成果交流

将学生所写的探究论文在班上进行交流，一方面给学生提供了表现自我的场所，激发了学生对学科的兴趣；另一方面也给学生一个讨论问题的机会，百家争鸣，才可去粗取精，让学生既见树木，又见森林。

探究体会

物理学难学，难在一个教学的“度”，学生的一个“悟”上，如何把握这个“度”，如何引导学生“悟”是教育工作者一直在不懈探究的课题。教学中，学生常感到枯燥乏味，究其根本是我们教得太死，太循规蹈矩。通过此课题，让教学“死”去“活”来，既培养了学生的协作意识，又培养了学生的能力，何乐而不为呢？

(栏目编辑罗琬华)