鲁科版必修1第2节 牛顿第二定律优质课第3课时教学设计

动力学中的水平传送带问题教学设计

一、教学目标：

1、知识与技能

进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决水平传送带问题的方法和步骤。

2、过程与方法

培养学生处理相对运动问题时的能力。

引导帮助学生归纳总结传送带问题。

3、情感态度与价值观

渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。

二、教学内容：本节课是山东科学技术出版社高中物理必修一第6章第2节第三课时，主要的学习内容是牛顿第二定律的具体应用，即水平传送带问题。牛顿第二定律是动力学部分的重点知识，也是本章的教学难点，本节课要求学生在掌握牛顿第二定律的基本内容后能解决实际问题。

三、学情分析：学生刚学完牛顿运动定律的基本内容，如何结合前面所学的运动学知识和力学知识加以应用，从而对动力学知识有初步的认识是本节课的认知起点。学生的学习兴趣在与本节所学的模型来源于生活实际，有一定的感知，容易产生学习兴趣。学习障碍主要是学习的抽象思维能力不足，如何化直观为抽象有一定的困难。学习难度体现在知识综合度高，运用的知识点较多。

四、教学重点、难点：

教学重点：对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何，这些关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识；

难点：对于物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动；

五、设计思想：教学中引导学生在学习过程中主动参与、交流合作、探究发现，培养学生的创新精神和合作能力，培养学生终身学习的能力。教学方法遵循讲授法与讨论法相结合开展教学。

六、教学过程：

传送带类分水平、倾斜两种;按转向分顺时针、逆时针转两种。本节课先介绍水平传送带。

【课堂导入】视频

【探究新知】处理水平放置的传送带问题，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析，即由静态→动态→终态分析和判断，对其全过程做出合理分析、推论，进而采用有关物理规律求解．

(1)受力和运动分析时注意：①受力分析中的摩擦力突变（大小、方向）——发生在V物与V传相同的时刻；②传送带长度——临界之前是否滑出？

设传送带的速度为V带，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，两定滑轮之间的距离为L，物体置于传送带一端的初速度为V0。

1、V0＝0，（如图1）V0物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用，将做a =μg的加速运动。假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为V＝，显然有：
    V带＜ 时，物体在传送带上将先加速，后匀速。
    V带 ≥时，物体在传送带上将一直加速。
    2、 V0≠ 0，且V0与V带同向，（如图2）

（1）V0＜V带时同上理可知，物体刚运动到带上时，将做a =μg 的加速运动，假定物体一直加速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为

V＝ ，显然有：

 V0＜V带＜ 时，物体在传送带上将先加速后匀速。                                                

 V带 ≥ 时，物体在传送带上将一直加速。

（2）V0＞V带时
因V0＞V带，物体刚运动到传送带时，将做加速度大小为a = μg的减速运动，假定物体一直减速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为V＝ ，显然：
V带 ≤时，物体在传送带上将一直减速。
V0 ＞V带＞ 时，物体在传送带上将先减速后匀速。
    3、 V0≠ 0，且V0与V带反向，（如图3）

此种情形下，物体刚运动到传送带上时将做加速度大小为 的减速运动，假定物体一直减速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为V＝ ，显然：

    V ≥ 0，即V0≥时，物体将一直做减速运动直到从传送带的另一端离开传送带。

    V＜0，即V0＜ 时，物体将不会从传送带的另一端离开而从进入端离开，其可能的运动情形有：

  a、先沿V0方向减速，再反向加速直至从放入端离开传送带
  b、先沿V0方向减速，再沿V0反向加速，最后匀速直至从放入端离开传送带。

【拓展延伸】例1:如图所示为水平传送带装置，绷紧的皮带始终保持以υ=1m/s的速度移动，一质量m=0.5kg的物体（视为质点）。从离皮带很近处轻轻落到一端A处。若物体与皮带间的动摩擦因素µ=0.1。AB两端间的距离为L=2.5m。试求：物体从A运动到B的过程所需的时间为多少？

例2.一水平传送带两轮之间距离为20m，以2m/s的速度做匀速运动。已知某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4m/s的初速度滑出，设传送带速率不受影响，则物体从左端运动到右端所需时间是多少？

【课堂小结】处理水平放置的传送带问题，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析，即对静态→动态→终态进行分析和判断，对其全过程作出合理分析、推论，进而采用有关物理规律求解

【课后作业】练习提纲一份

七、板书设计：

（一）、传送带问题分类

 按放置分：水平、倾斜两种;

 按转向分: 顺时针、逆时针转两种。

（二）、常用知识点：

 ⑴运动学公式

 ⑵牛顿第二定律、物体的受力分析

 ⑶动能定理、能量守恒定律

八、教学反思：

在教学中，发现学生受力分析还很薄弱，在对处理水平放置的传送带问题时，无法有效分清物体所受摩擦力是阻力还是动力，存在困难；其二是对物体进行运动状态分析时，无法完整对其全过程作出合理分析、推论，有效求解。在下一步的复习教学中要加强这方面的指导和强化。