本章复习与测试教学设计方案

2018-07-24 17:31:00 | 1193人点❤ | 6Y币
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牛顿运动定律的综合应用(二) ---------

“传送带模型”问题教学设计

一、三维目标

1、知识与技能

(1)掌握运用牛顿定律解决传送带模型的方法和技巧.

(2)学会用整体法、隔离法进行受力分析,并熟练应用牛顿定律求解传送带模型问题. (3)会利用功能关系、能量守恒、动能定理解决传送带问题中涉及到能量的问题。

2、过程与方法:

(1)通过本节课的学习,培养同学们审题能力、建模能力、分析推理能力和规范表达等物理学科素养。

(2)通过题型特点和解题方法的分析,能帮助同学们迅速提高解题能力.

3、情感、态度与价值观:

(1)利用传送带可迁移的情境,增加所教的知识与学生的应用两者之间的相似性;

(2)通过小组学习讨论,培养学生团队的精神。

二、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、摩擦力何时发生突变等等,这些对于摩擦力产生的条件、方向的判断等等基础知识。

三、教学难点:对于物体相对于地面、相对于传送带分别做什么运动的判断。以及对于在传送带上能量转化与守恒的判断和有关计算。

四、教学方法:多媒体教学法 研究性学习方法 探究学习法

五、教具:多媒体课件 投影仪

六、教学过程:

(一)组织复习:

牛顿运动定律的综合应用(一) 1、连接体问题(整体法、隔离法) 2、图象问题和临界极值问题 (二)进行新课:

1、传送带模型:水平传送带问题、平斜交接放置运行的传送带问题

2、分析传送带问题的三步走。

例1

如图1所示,足够长的水平传送带,以初速度v0=6 m/s顺时针转动.现在传送带左侧轻轻放上m=1 kg的小滑块,与此同时,启动传送带制动装置,使得传送带以恒定加速度a=4 m/s2减速直至停止;已知滑块与传送带的动摩擦因数μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.滑块可以看成质点,且不会影响传送带的运动,g=10 m/s.试求:

2

图1 (1)滑块与传送带共速时,滑块相对传送带的位移;

(2)滑块在传送带上运动的总时间t. 1

方法总结:求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻. 课堂互动

:情景1和情景2中物块做什么运动?画出情景1中物块可能的v-t图像. 小结1.水平传送带模型(填表)情景1情景2

课后分析:情景3中的物块做什么运动?试画出可能的运动V-t图像. 情景3

例2

如图2所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ=37°,传送带AB足够长,传送皮带轮以大小为v=2 m/s的恒定速率顺时针转动.一包货物以v0=12 m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带,若货物与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5,且可将货物视为质点.

图2 (1)求货物刚滑上传送带时加速度为多大?

(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同?这时货物相对于地面运动了多远?

(3)从货物滑上传送带开始计时,货物再次滑回A端共用了多少时间?(g=10 m/s,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 2

2

学生方法总结:求解的关键在于分析清楚物体与传送带的相对运动情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用.当物体速度与传送带速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变. 课堂互动:情景1和情景4中的物块做什么运动?

小结2.倾斜传送带模型(填表)情景1情景2

课后分析:情景2和情景3中的物块做什么运动?试画出可能的运动V-t图像. 2.倾斜传送带模型(填空)情景3情景4

“传送带”模型的易错点

【典例】 3

“传送带”模型的易错点【典例】如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是答案解析易错诊断√

[变式拓展1] (1)若将“μ<tan θ”改为“μ>tan θ”,答案应选什么? [变式拓展2] (1)若将“μ<tan θ”改为“μ>tan θ”,答案应选什么? 2分析传送带问题的三步走

(1).初始时刻,根据v物、v带的关系,确定物体的受力情况,进而确定物体的运动情况. (2).根据临界条件v物=v带确定临界状态的情况,判断之后的运动形式. (3).运用相应规律,进行相关计算. 思考?:传送带问题中的功能分析•(a)传送带对物体做功:Wf=fS物,克服f做功:W克f=fS传(b)产生的内能:Q=f·S相对(c)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Ek和因摩擦而产生的热量Q有如下关系:EkQfs相f(vtvt12)mv传22

4

3.平斜交接放置运行的传送带问题例3.一传送带装置示意图,其中传送带经过AB区域时是水平的,经过BC区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,未画出),经过CD区域时是倾斜的,AB和CD都与BC相切.现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上,放置时初速度为零,经传送带运送到D处,D和A的高度差为h.稳定工作时传送带速度不变,CD段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L.每个箱子在A处投放后,在到达B之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动(忽略经BC段的微小滑动).已知在一段相当长的时间T内,共运送小货箱的数目N个.这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩D擦.求电动机的平均功率.ABC

小结:(由学生总结)

①摩擦力可以是动力,也可以是阻力

②受力分析和运动分析是基础,加速度是联系力和运动的桥梁.

③当物体在倾斜的传送带上运动时,根据皮带的运动方向和物体相对运动的方向,比较μ和tanθ大小,可以判断物体是做什么样的运动。

课后作业

1.如图3所示为粮袋的传送装置,已知A、B两端间的距离为L,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上.设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度大小为g.关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是(

)

图3 A.粮袋到达B端的速度与v比较,可能大,可能小也可能相等

B.粮袋开始运动的加速度为g(sin θ-μcos θ),若L足够大,则以后将以速度v做匀速运动

C.若μ≥tan θ,则粮袋从A端到B端一定是一直做加速运动

D.不论μ大小如何,粮袋从Α到Β端一直做匀加速运动,且加速度a≥gsin θ

2.如图4所示为一水平传送带装置示意图.A、B为传送带的左、右端点,AB长L=2 m,初始时传送带处于静止状态,当质量m=2 kg的煤块(可视为质点)轻放在传送带A点时,传送带立即启动,启动过程可视为加速度a=2 m/s的匀加速运动,加速结束后传送带立即匀速5

2

运动.已知煤块与传送带间动摩擦因数μ=0.1,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10 m/s).

图4 (1)如果煤块以最短时间到达B点,煤块到达B点时的速度大小是多少?

(2)上述情况下煤块运动到B点的过程中在传送带上留下的痕迹至少多长?

3、如图所示,质量为m的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程下列说法正确的是 ( ) A.电动机多做的功为0.5mv B.摩擦力对物体做的功为0.5mv C.传送带克服摩擦力做功为0.5mv D.电动机增加的功率为μmgv

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