浅论倾斜传送带“传送”出的核心素养

浅论倾斜传送带“传送”出的核心素养

秦芳

秦芳云南省个旧市第一高级中学661000

【摘要】本文通过对倾斜传送带模型问题从难点突破及观念形成、科学探究及思维培养等方面进行了简要的分析和归纳，使教师在倾斜传送带模型专题教学中不但能达到有效教学的目标外，还能实现有效培养学生物理观念、科学思维和科学探究素养的目的。

【关键词】倾斜传送带；相对速度；摩擦力；核心素养

中图分类号：G635.6文献标识码：A文章编号：ISSN1001-2982（2019）04-130-01

皮带传送类问题在现代生产生活中的应用非常广泛，是历年高考中重要题型之一。这类问题中物体所受的摩擦力的大小和方向、运动性质都具有变化性，能较好地考查学生建立物理模型、分析物理过程及应用物理规律解决实际物理问题的能力，从而有效地实现当今物理教学界所提倡的培养学生物理观念、科学思维和科学探究素养的教学目标。本文从难点突破及观念形成、科学探究及思维培养等方面对倾斜传送带模型问题进行了一些分析和归纳，以期与广大物理教育者共勉。

一、难点突破及观念形成

本文重点从学生对传送带模型问题的两个困扰展开：1.关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清；2.对物体相对地面、相对传送带分别做什么样的运动，判断错误。针对以上两个困扰，笔者认为突破的方法如下：1.相互作用观念的形成。困扰1属于易错点，突破方法是先让学生正确理解摩擦力产生的条件、方向的判断方法、大小的决定因素等。摩擦力的产生条件有三个，而第三个条件是最容易出问题的，即物体间有相对运动趋势或相对运动。可用假设法，也可用摩擦力产生的作用效果来分析它的方向。2.运动观念的形成。困扰2属于思维上的难点，突破方法是灵活运用“力是改变物体运动状态的原因”这个理论依据，对物体的运动性质做出正确分析。

二、科学探究及思维培养

在处理倾斜传送带问题时，教师可将科学探究渗透在判断物体间相互作用以及物体运动情况的始终。除了引导学生认真分析物体与传送带的相对运动或相对运动趋势情况以判断物体所受摩擦力的性质以及大小、方向外，还需比较重力沿斜面的下滑分力与物体在斜面上的最大静摩擦力的大小（即比较μ与的大小关系），通过判断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。因此，在斜面方向上的传送带问题中物块的受力相对较复杂。比如静止的滑块受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用，这样物体在沿斜面方向上所受的合力为重力的下滑分力和向下的滑动摩擦力，物体要做匀加速运动。当物体加速到与传送带有相同速度时，摩擦力情况要发生变化，同速的瞬间可以看成二者间相对静止，无滑动摩擦力，但物体此时还受到重力的下滑分力作用，因此相对于传送带有向下的运动趋势。若重力的下滑分力大于物体和传送带之间的最大静摩擦力，此时有μ＜tanθ，则物体将继续向下加速，所受摩擦力为沿斜面向上的滑动摩擦力；若重力的下滑分力小于或等于物体和传送带之间的最大静摩擦力，此时有μ≥tanθ，则物体将和传送带相对静止一起向下匀速运动，所受静摩擦力沿斜面向上，大小等于重力的下滑分力。也可能出现的情况是传送带比较短，物体还没有加速到与传送带同速就已经滑到了底端，这样物体全过程都是受沿斜面向上的滑动摩擦力作用。在倾斜传送带的教学中，教师需引导学生对各种不同的情境进行模型建构，通过师生、生生的科学探究过程将物体的相互作用及运动过程分析出来，从而有效提高学生的科学探究素养和科学思维素养。

三、教学展望

倾斜传送带模型通过动力学、运动学等主干知识考查学生对基本知识、规律的掌握和学生运用知识解决实际问题的能力，启示我们在教学中应尊重认知规律，正确引导学生完成认知过程；牢牢抓住主干知识，注重学生物理观念的形成；在对同一模型的多角度剖析过程中提高学生科学思维能力；教学中注重学生对科学探究的过程、方法的掌握。通过物理观念、科学思维、科学探究等素养的逐步培养实现新高考下高中物理教学的最终目标——培养全面发展的人。

基金项目

云南红河哈尼族彝族自治州教育科学“十三五”规划重点课题“新高考‘3+3’背景下高中物理必修课程教学资源开发与应用的行动研究”（1352004）。