甘肅省張掖市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 丁國棟 734000

物理是一門“來源于生活而又應(yīng)用于生活”的學(xué)科，物理學(xué)不僅解決生活實(shí)際問題，而生活實(shí)踐中又在時時處處驗(yàn)證著物理學(xué)科知識.許多的生活現(xiàn)象、熱點(diǎn)問題（諸如：衛(wèi)星發(fā)射、水流星、汽車剎車制動等）都可以在物理中找到相對應(yīng)的模型.所謂“模型建構(gòu)法”就是把研究對象（原型）一些次要的細(xì)節(jié)、非本質(zhì)的聯(lián)系舍去，以簡化或者理想化的形式去再現(xiàn)原型的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)、功能和聯(lián)系的一種科學(xué)方法.在中學(xué)階段，很多題目設(shè)計的背景都來源于生活中比較簡單的案例.一些綜合性的題目中，涉及到生活現(xiàn)象多方面的規(guī)律考察.“模型建構(gòu)法”幫助學(xué)生將復(fù)雜、抽象的物理過程簡化為若干學(xué)生容易理解的模型結(jié)構(gòu)，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生找到各個模型之間的鏈接點(diǎn)，或相同的物理量等，各個擊破，準(zhǔn)確解題.

在生活中，我們經(jīng)常見到傳送帶的影子，諸如：超市、火車站、飛機(jī)場等.傳送帶可以將物體從一端運(yùn)送到另一端，或者將物體從低處運(yùn)送到高處，它大大節(jié)省了人力資源，提高生產(chǎn)效率，在生活中應(yīng)用非常廣泛.物理學(xué)上以傳送帶為基準(zhǔn)可以構(gòu)建很多種模型，這些模型以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù),既能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維,又能聯(lián)系科學(xué)和生活實(shí)際,同時涉及運(yùn)動學(xué)、力學(xué)、圖像問題、牛頓運(yùn)動定律以及功能關(guān)系等多方面的知識,綜合性強(qiáng),考查考生分析物理過程及應(yīng)用物理規(guī)律解答實(shí)際問題的能力,這種類型的問題也是高考命題的熱點(diǎn)和難點(diǎn).這些模型的考察往往與運(yùn)動學(xué)、力學(xué)、圖像問題、做功、能量轉(zhuǎn)化等問題相結(jié)合，全面考察學(xué)生對知識的理解應(yīng)用程度.

1 傳送帶問題剖析

1.1 相對運(yùn)動引起的摩擦力突變問題

“摩擦力”一直都是高中階段學(xué)生需要攻克的一個難關(guān).難于摩擦力“動、靜”的準(zhǔn)確判斷；難于摩擦力的計算；更難于摩擦力大小或方向的突變.在傳送帶問題中，這就是牢牢扼住學(xué)生咽喉的一雙手.摩擦力突變?nèi)舨荒軠?zhǔn)確突破，則題目前后不通暢，整體把握也將是錯誤的.傳送帶模型中摩擦力突變問題，主要是由于兩物體的相對運(yùn)動引起的，運(yùn)動速度各不相同，且時刻發(fā)生變化，導(dǎo)致同一個研究對象在整個過程中摩擦力方向多次變化.具體教學(xué)中我們可以對這一難點(diǎn)單獨(dú)提出做必要的加深鞏固，讓學(xué)生提前預(yù)知掌握，再進(jìn)入到題目中靈活應(yīng)用.

1.2 正確的受力分析，運(yùn)動情況分析

受力分析的過程中要注意摩擦力大小和方向的突變，突變往往發(fā)生在物體與傳送帶速度相等的時刻，特別要注意到傳送帶對物體可能是靜摩擦力作用.當(dāng)然從能量的角度講，此運(yùn)動階段不產(chǎn)生熱量.受力分析完畢，運(yùn)用一定的方法對若干力進(jìn)行整合處理，學(xué)生可以達(dá)到層次要求.對于物體運(yùn)動情況的分析，在后面兩個表格中，通過建構(gòu)模型、分析類比、小組討論、知識整合等過程，引導(dǎo)學(xué)生做全面的學(xué)習(xí).

1.3 找到多物體多過程問題中的銜接點(diǎn)

傳送帶模型屬于多物體多過程問題，如果題目更為復(fù)雜的話，若干物體可能都會涉及多種運(yùn)動形式,而不是單一的勻速直線運(yùn)動.物體相互作用過程中，從力學(xué)角度，摩擦力的有無、方向突變涉及一個臨界點(diǎn).水平傳送帶中存在摩擦力為零的特殊位置；傾斜傳送帶中需要找到摩擦力類型（動或靜摩擦力）、方向發(fā)生突變的時刻.從運(yùn)動學(xué)角度，兩物體速度各自獨(dú)立的發(fā)生變化涉及一個臨界點(diǎn).主要為物、帶共速的時刻.能否在整個運(yùn)動過程中準(zhǔn)確找到這個臨界點(diǎn)，將前后過程銜接起來，這將是把握全局，準(zhǔn)確解題的保證.

1.4 物、帶相對位移，功能關(guān)系的正確理解

傳送帶問題中的功能關(guān)系特點(diǎn)：（1）物體和傳送帶發(fā)生相對滑動的過程是一對滑動摩擦力做功的過程;（2）這一對滑動摩擦力屬于作用力與反作用力，在做功過程中力的大小相等，位移不相等;（3）這一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和是負(fù)值，說明機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，摩擦產(chǎn)生了熱量;（4）傳送帶要維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須有外力克服傳送帶受到的阻力做功而將系統(tǒng)外的能量（電動機(jī)消耗電能）轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的能量，通常情況下，這部分能量一部分轉(zhuǎn)化為被傳送物體的機(jī)械能E，另一部分通過相互摩擦轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Q.

1.5 傳送帶問題中的計算

2 傳送帶模型建構(gòu)

2.1 水平傳送帶（物塊速度為v0，傳送帶速度為v）

_項(xiàng)目情景1 v0=0 v=5m/s圖示 滑塊運(yùn)動情況____先做勻加速再做勻速images/BZ_12_399_516_647_586.pngv0=3m/s v=5m/s情景2images/BZ_12_401_632_649_706.png先做勻加速再做勻速v0=8m/s v=5m/s情景3images/BZ_12_395_747_644_821.png先做勻減速再做勻速v0=50m/s v=5m/s情景4images/BZ_12_389_866_637_940.png先做勻減速再做勻速v=5m/s v0=2m/s情景5images/BZ_12_400_989_648_1063.pngv=5m/s v0=9m/s情景6images/BZ_12_396_1105_644_1179.pngv=5m/s v0=50m/s情景7images/BZ_12_402_1223_650_1297.png先做勻減速再做反向勻加速再做勻速_____先做勻減速后做反向勻加速再做勻速_____先做勻減速后做反向勻加速再做勻速_____

2.2 傾斜傳送帶（F1 為重力沿平行于斜面方向的分力，f 為摩擦力）

項(xiàng)目圖示情景1 v=5m/s v0 images/BZ_12_370_1709_606_1854.png情景2 v0=0m/s v images/BZ_12_373_1950_609_2103.pngv0=2m/s情景3 v images/BZ_12_369_2162_605_2315.pngv0=9m/s情景4 v images/BZ_12_379_2378_615_2531.png___滑塊可能的運(yùn)動情況傳送帶足夠長______若F1>f ，物體無法向上運(yùn)動，題目無意義若F1f ，物體先做勻加速，加速度為a1，再做勻加速，加速度為a2若F1f ，物體直接做勻加速若F1f ，物體直接做勻加速若F1f，物體直接做勻加速若F1

對于兩種類型的傳送帶，我們根據(jù)生活中的物理情景建構(gòu)模型，并對模型進(jìn)一步細(xì)化，幫助學(xué)生判斷各種情況下物體的運(yùn)動形式.直觀的圖示以及規(guī)律總結(jié)，學(xué)生通過分析類比各種模型，也更容易掌握規(guī)律.另外教學(xué)過程中可將速度的大小量化，給出具體數(shù)字，相比于字母定性說明v0與v的大小關(guān)系，對于數(shù)字學(xué)生更容易認(rèn)知，更簡潔的判斷相對運(yùn)動問題.

3 模型動力學(xué)分析

在處理傳送帶問題時，教師與學(xué)生往往都容易忽略兩個問題：（1）傳送帶足夠（或不夠）長的問題；（2）摩擦力是否足夠大，物、帶共速后能否勻速的問題.學(xué)生基本上全部遵照老師交給的方法，先做好受力分析、運(yùn)動情況分析，而后運(yùn)用動力學(xué)相關(guān)公式解題.碰到某些臨界點(diǎn)，再以冗長的過程加以判斷說明.事實(shí)上面對這兩方面的題目時，提前就能做出判斷，為后續(xù)的解題節(jié)省時間，縮減運(yùn)算過程，對題目的把握也更加全面.具體的判斷方法有：

通常情況下，對于傾斜傳送帶，都是在做好受力分析后，運(yùn)用分解法對力進(jìn)行整合處理，比較F1（重力沿平行于斜面方向的分力）與f（摩擦力）的大小關(guān)系，判斷摩擦力是否足夠大，斜面是否足夠粗糙，物、帶共速后能否勻速等問題.運(yùn)用上面的方法，比較μ與tanθ大小關(guān)系使得判斷更加高效，也為后續(xù)的計算理清思路.

在高考中，面對一些綜合性強(qiáng)的題目，我們可以充分應(yīng)用模型建構(gòu)法解題.教師引導(dǎo)學(xué)生將這些專題知識建構(gòu)各自的模型，達(dá)到熟練應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，最終將一道綜合題分解為多個模型，找到模型之間的銜接點(diǎn)，各個擊破，即可準(zhǔn)確解題.學(xué)生雖然基礎(chǔ)薄弱，但還是有一定的知識積累，所以教師在教學(xué)中要注重方法引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生從繁雜走向簡單，從簡單中再去認(rèn)清題目的本質(zhì)，進(jìn)而拓展引申，理解生活現(xiàn)象所蘊(yùn)含的道理.“模型建構(gòu)法”不可能將每一個專題知識涉及的所有模型都一一建構(gòu)，在引導(dǎo)學(xué)生熟練掌握幾種典型模型后，就需要讓學(xué)生自主對知識升華，進(jìn)一步理解公式或規(guī)律的本質(zhì)，進(jìn)而在任何變化多樣的題目中靈活應(yīng)用，能夠用自己掌握的方法進(jìn)行分析處理，最終體會到“多元合一”的本真思想.

“題海行舟本自然，莫讓風(fēng)帆成遺憾”.物理雖難，但也有突破它的切入點(diǎn).有同行認(rèn)為“難題講了也不會做，無效教學(xué)！”.不盡然！在學(xué)習(xí)的過程中，鍛煉了思維能力、邏輯推理能力，這是一種思想和方法的獲取，也是一個能力提升的過程，而這些對人的一生是很有用的.正所謂學(xué)習(xí)成績小智慧，思想精神大智慧！