公开课教学设计

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《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