倾斜传送带模型教学设计

传送带模型高中物理教案传送带模型高中物理教案1一、教学目标1.在学习机械能守恒定律的根底上，研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况，学习处理这类问题的方法。

2.对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容，本节教学是本章教学内容的总结。

通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系，明确物体机械能变化的规律，并能应用它处理有关问题。

3.通过本节教学，使学生能更加全面、深入认识功和能的关系，为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识，为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下根底。

二、重点、难点分析1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律，掌握应用这一规律解决问题的方法。

在此根底上，深入理解和认识功和能的关系。

2.本节教学实质是渗透功能原理的观点，在教学中不必出现功能原理的名称。

功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点，要解决这一难点问题，必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识，从笼统、浅薄地了解深入到十清楚确认识“某种形式能的变化，用什么力做功去量度”。

3.对功、能概念及其关系的认识和理解，不仅是本节、本章教学的重点和难点，也是中学物理教学的重点和难点之一。

通过本节教学应使学生认识到，在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。

三、教具投影仪、投影片等。

四、主要教学过程（一）引入新课结合复习机械能守恒定律引入新课。

提出问题：1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么?评价学生答复后，教师进一步提问引导学生思考。

2.假如有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功，物体的机械能怎样变化?物体机械能的变化和哪些力做功有关呢?物体机械能变化的规律是什么呢?教师提出问题之后引起学生的注意，并不要求学生答复。

在此根底上教师明确指出：机械能守恒是有条件的。

大量现象讲明，许多物体的机械能是不守恒的。

例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。

1.命题情境源自生产生活中的与力的作用下沿直线运动相关的情境，对生活生产中力和直线有关的问题平衡问题，要能从情境中抽象出物理模型，正确画受力分析图，运动过程示意图，正确利用牛顿第二定律、运动学公式、动能定理、动量定理、动量守恒定律等解决问题。

2.命题中既有单个物体多过程问题又有多个物体多过程问题，考查重点在受力分析和运动过程分析，能选择合适的物理规律解决实际问题。

3.命题较高的考查了运算能力和综合分析问题的能力。

一、板块模型板块模型可以大体分为“有初速度”和“有外力”两大类。

有初速度可以是物块有初速度，也可以是木板有初速度;有外力可以是物块有外力，也可以是木板有外力。

第一大类：有速度、第二大类：有外力。

解题思路①根据相对运动，确定摩擦力②基于受力分析，列出牛顿第二定律③画出v -t图像，列运动学公式④运用整体法和隔离法找外力F的临界值。

二、斜面模型正确对物体受力分析，平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立平面直角坐标系，对物体进行受力分析和运动过程分析，利用牛顿第二定律、运动学公式、动能定理等解决问题。

三、传送带模型Ⅰ、受力分析（1）“带动法”判断摩擦力方向：同向快带慢、反向互相阻；（2）共速要突变的三种可能性：①滑动摩擦力突变为零；②滑动摩擦力突变为静摩擦力；③方向突变。

Ⅱ、运动分析（1）参考系的选择：物体的速度、位移、加速度均以地面为参考系；痕迹指的是物体相对传送带的位移。

（2）判断共速以后一定与传送带保持相对静止作匀速运动吗？（3）判断传送带长度——临界之前是否滑出？Ⅲ、画图画出受力分析图和运动情景图，特别是画好v-t图像辅助解题，注意摩擦力突变对物体运动的影响，注意参考系的选择。

（建议用时：30分钟）1．（2023·黑龙江·校联考一模）如图甲所示，粗糙的水平地面上有长木板P，小滑块Q（可看做质点）放置于长木板上的最右端。

现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段时间后撤去力F的作用。

个性化教学简案教学目标牛顿运动定律传送带模型授课章节必修1 第四章牛顿运动定律传动带模型的分析思路1．建模指导传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题。

（1）水平传送带问题：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。

判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x（对地）的过程中速度是否和传送带速度相等。

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。

（2）倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析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。

如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况。

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。

2．模型特征（1）水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1（1）可能一直加速（2）可能先加速后匀速情景2（1）v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速（2）v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速情景3（1）传送带较短时，滑块一直减速达到左端（2）传送带足够长时，滑块还要被传送带传回右端。

其中v0>v返回时速度为v，当v0<v返回时速度为v0（2）倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1（1）可能一直加速（2）可能先加速后匀速情景2（1）可能一直加速（2）可能先加速后匀速（3）可能先以a1加速后以a2加速3．思维模板4．分析传送带问题的关键是判断摩擦力的方向。

要注意抓住两个关键时刻：一是初始时刻，根据物体速度v物和传送带速度v传的关系确定摩擦力的方向，二是当v物=v传时，判断物体能否与传送带保持相对静止。

教师备注【例题讲解】例1、如图所示，质量为m 的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L ，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以速度v 1、v 2做逆时针转动时（v 1<v 2），绳的拉力大小分别为F 1、F 2；若剪断细绳后，物体到达左端经历的时间分别为t 1、t 2，则下列说法正确的是A ．F 1<F 2B ．F 1=F 2C ．t 1一定大于t 2D ．t 1可能等于t 2 【答案】BD一．【解析】剪断细绳前，物块处于静止，受力平衡，设传送带对物体的支持力大小为N ，水平方向有F cos θ=f ，竖直方向有N =mg -F sin θ，f =μN ，三式联立得：=cos +sin mgF μθμθ，可见力F 与速度大小无关，A 错误，B 正确；剪断细绳后，物体的加速度大小为a =μg ，若物体始终匀加速到达左端，则由212L at =可知运动时间t 相同， 若物体先匀加速再匀速到达左端，则t 1一定大于t 2，C 错误，D 正确。

第12讲 倾斜传送带模型 1考点梳理传送带倾斜，当把物体轻轻的放在传送带上时，分为两种情况：（1）当传送带的上表面以恒定的速率向下运行时，物体的初速度为零，有相对传送带有向上的相对速度，物体受到滑动摩擦力方向沿传送带向下，第一阶段受力如图所示，则有：ma mg F N =+θμsinθθμsin cos g g a +=物体以初速度为0，加速度为θθμsin cos g g a +=加速下滑，直到速度等于传送带的速度为止，此时又分为两种情况：①若θμθcos sin mg mg ≤，即θμtan ≥时，物体受到沿斜面向上的静摩擦力作用，在斜面上随传送带一起向下运动。

摩擦力也由原来的沿着斜面向下的滑动摩擦力变为沿着斜面向上的静摩擦力。

此时满足：f F mg =θsin②若θμθcos sin mg mg >，即θμtan <，物体将沿着斜面下滑，此时满足：ma mg mg =θμθcos -sinθμθcos -sin g g a =（2）当传送带的上表面以恒定的速率向上运行时，斜面底端的物体的初速度为零，物体受到滑动摩擦力方向沿传送带向上，物体受力如图，此种情况也存在两种情况：若θμθcos sin mg mg ≤，即物体会随着传送带一起向上运动，不会发生相对滑动，直到到达传送带的顶端； 若θμθcos sin mg mg >，物体不会随着传送带一起运动。

总 结：（1）物体和传送带一起匀速运动匀速运动说明物体处于平衡状态，则物体受到的摩擦力和重力沿传送带方向的分力等大反向，即物体受到的静摩擦力的方向沿传送带向上，大小为=f θsin mg 。

（2）物体和传送带一起加速运动①若物体和传送带一起向上加速运动，则对物体有f -θsin mg =ma ，即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上，大小为f =ma+θsin mg .②若物体和传送带一起向下加速运动，传送带的倾角为a ，则静摩擦力的大小和方向取决于加速度a 的大小。

一、水平传送带问题的变化类型设传送带的速度为物体与传送带之间的动摩擦因数为口，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凹。

1.v o=O,V。

物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用，将做a=盹的加速运动。

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加=网，显然有：v符时，物体在传送带上将先加速，后匀速。

v中N、商时，物体在传送带上将一直加速。

2.Vo/O,且Vo与V带同向a)Vo<v吊时，同上理可知，物体刚运动到带上时，将做a=jig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：VoV v带VJEZ时，物体在传送带上将先加速后匀速。

V«2\曜+2妃时，物体在传送带上将一直加速。

b)V o>v带时，因V°>v距物体刚运动到传送带时，将做加速度大小为a=pg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顽，显然v带^序源：时，物体在传送带上将一直减速。

V o>v皆时，物体在传送带上将先减速后匀速。

c)V(^0.且V。

与V带反向此种情形下，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,显然：V>o.即V它、璋时，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VoV、，顽时，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V。

方向减速’再反向加速直至从放入端离开传送带b、先沿V。

方向减速，再沿vO反向加速，最后匀速直至从放入端离开传送带。

二、倾斜传送带问题的变化类型1、Vo=O2、V(#0,且Vo与v是同向①VoV v带时②Vo>v缶时3、V(^0.且V。

与v,反向①VoV v带时②Vo>v带时当时，物块在加速至与传送带速度相同后，物块将与传送带相对静止，并同传送带一起匀速运动；当p<tanO时，物块在获得与传送带相同的速度后仍继续加速.例1水平传送带被广泛地应用于车站、码头，工厂、车间。

大学传送带模型课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解传送带模型的基本原理，掌握相关物理概念，如摩擦力、加速度、速度和位移等。

2. 学生能运用数学公式描述传送带上物体的运动状态，解决相关问题。

3. 学生了解传送带模型在实际工程中的应用，如物料输送、自动化生产线等。

技能目标：1. 学生能够运用物理知识和数学工具分析传送带模型，提出合理的假设和简化，建立数学模型。

2. 学生能够通过实验和模拟，验证传送带模型的理论，培养实际操作能力和问题解决能力。

3. 学生能够运用所学知识，设计简单的传送带系统，提高创新意识和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习传送带模型，培养对物理学科的兴趣和热情，激发探索精神。

2. 学生在学习过程中，学会尊重科学、严谨求实，培养良好的学术素养。

3. 学生能够关注传送带模型在现实生活中的应用，认识到科学技术对人类社会发展的贡献，增强社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为大学物理实验课程，结合理论教学和实验操作，旨在帮助学生深入理解传送带模型的原理和应用。

学生特点：大学二年级学生，具备一定的物理和数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力。

教学要求：教师需结合理论知识与实验操作，引导学生主动探究，注重培养学生的实践能力和创新精神。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题，提高解决复杂工程问题的能力。

二、教学内容1. 理论知识：- 传送带模型的基本原理，包括摩擦力的作用、牛顿运动定律的应用。

- 传送带上物体运动状态的描述，涉及加速度、速度和位移的计算。

- 实际工程中传送带的应用案例分析，如不同类型传送带的设计和优化。

2. 实践操作：- 设计实验，使用传送带模型进行物体运动状态的观察和数据采集。

- 实验数据分析，运用数学工具对传送带运动进行模型建立和求解。

- 模拟传送带系统的设计，包括参数选择、模型验证和优化。

3. 教学大纲：- 第一周：传送带基本原理学习，理论教学，涉及物理和数学基础知识。

教学设计一、知识回顾1．模型特点传送带是靠滑动摩擦力或静摩擦力对物体做功的装置，传送带问题的实质是相对运动问题，涉及动、静摩擦力的转换以及物体动能、重力势能、系统内能以及电能的转化。

由于这一装置与生产、生活实际紧密相连，所涉及的问题能很好地考查学生的综合分析能力，所以传送带模型一直是高考的热点。

而考查角度有水平传送带和倾斜传送带两种。

2．传送带问题的解题思路3.解题关键(1)理清物体与传送带间的相对运动方向及摩擦力方向(2)当v物＝v带是摩擦力发生突变的临界状态，物体的加速度发生突变。

4.解题注意事项(1)注意滑块相对传送带的运动方向，正确判定摩擦力的方向。

(2)在水平传送带上，滑块与传送带共速时，滑块与传送带相对静止且做匀速运动。

(3)在倾斜传送带上，滑块与传送带共速时，需比较mg sin θ与μmg cos θ的大小才能确定运动情况。

(4)注意滑块与传送带运动方向相反时，滑块速度减为零后反向加速返回。

(5)注意传送带的长度是足够长还是有限长，判定滑块与传送带共速前是否滑出。

(6)滑块在传送带上运动形成的划痕长度是滑块与传送带的相对位移。

二、典例分析[例1] 如图甲所示，水平传送带AB 逆时针匀速转动，一个质量为M ＝1.0 kg 的小物块以某一初速度由传送带左端滑上，通过速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示(图中取向左为正方向，以物块滑上传送带时为计时零点)。

已知传送带的速度保持不变，g 取10 m/s 2。

求：(1)物块与传送带间的动摩擦因数μ；(2)物块在传送带上的运动时间；(3)整个过程中系统生成的热量。

[答案] (1)0.2 (2)4.5 s (3)18 J [解析] (1)由题图乙可得，物块做匀变速运动的加速度：a ＝Δv Δt ＝4.02m/s 2＝2.0 m/s 2 由牛顿第二定律得F f ＝Ma得到物块与传送带间的动摩擦因数μ＝Ma Mg ＝2.010＝0.2。

高三物理一轮复习学案 编号：17 使用时间：2014.11.3 编制人：曹亚峰 班级： 姓名： 组别： 努力是光，成功是影，没有光就没有影高三物理 第 1 页 共 1 页大同市外国语学校高三一轮复习物理学案课题：牛顿定律的综合应用-------倾斜传送带【学习目标】1.能对传送带上的物体进行准确的受力分析。

2.会用牛顿定律和运动学规律解传送带问题。

【教学重难点】 1.物体在传送带上的受力分析（注意摩擦力突变）。

2.物体运动过程和运动性质的分析。

【模型介绍】一．倾斜传送带三种常见类型： 传送带可以把物体由低处运送到高处， 也可以把物体从高处运送到地处二．倾斜传送带问题的一般解法 1.确定研究对象； 2.受力分析和运动分析；受力分析：传送带模型中要注意摩擦力的突变，突变有下面三种： ①滑动摩擦力消失； ②滑动摩擦力突变为静摩擦力；③滑动摩擦力改变方向运动分析：注意参考系的选择，传送带模型中选择地面为参考系； 判断共速以后是与传送带保持相对静止作匀速运动呢？还是继续加速（减速）运动？3.分清楚研究过程，利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。

三．解答传送带问题应注意的事项(1)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即物体所受摩擦力的情况；倾斜传送带上物体的运动情况取决于所受摩擦力与重力沿斜面的分力情况.(2)传送带上物体的运动情况可按下列思路判定：相对运动→摩擦力方向→加速度方向→速度变化情况→共速，并且明确摩擦力发生突变的时刻是v 物＝v 传. (3)倾斜传送带问题，一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大小关系.例题1：皮带传送机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物运送到别处的，如图所示，已知一直传送带与水平面的夹角θ=37°，以4m/s 的恒定速率向上运行，在传送带的底端无初速度释放一质量为0.5kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.8，若传送带底端到顶端的长度为25m ，则物体从底端到顶端所用的时间为多少？（g=10m/s 2，sin37°=0.6 ， cos37°=0.8）例题2：如图所示，传送带两轮之间的距离为16m ，传送带与水平面间的夹角α=37°，并以v =10m/s 的速度顺时针匀速转动着，在传送带的A 端轻轻地放一个小物体，若已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带A 端到B 端所需的时间可能是多少？（g=10m/s 2，sin37°=0.6 ， cos37°=0.8）变式：例题2中若传送带以v =10m/s 的速度逆时针匀速转动着，上述问题又如何？例题3：如图所示，为皮带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角θ＝37°，A 、B 两端相距5.0 m ，质量为M ＝10 kg 的物体以v 0＝6.0 m/s 的速度沿AB 方向从A 端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5.传送带顺时针运转的速度v ＝4.0 m/s ，(g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)物体从A 点到达B 点所需的时间；(2)若传送带顺时针运转的速度可以调节，物体从A 点到达B 点的最短时间是多少？。