王萬林

摘 要：談到高中物理的學習，學生會喜憂參半。的確，高中物理是一門學生掌握情況差異較大的學科。究其原因，關鍵是學生是否掌握物理的核心素養(yǎng)——科學思維。所以，在物理課堂教學中若能重視滲透科學思維意識，則會教得輕松、學得容易。本文通過例談傳送帶問題，分析并闡述物理課堂教學要強化物理科學思維意識的重要性及可行性。

關鍵詞：課堂教學；科學思維；傳送帶

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）11-0041-4

傳送帶問題貼近生活，既能訓練學生的科學思維，又能聯(lián)系生活，最能體現(xiàn)“走出課堂，回歸生活”的物理本位。是涉及力、運動、能量等比較綜合的一種模型，該題型也是高考考查的熱點。同時傳送帶專題題型變幻莫測，涉及知識點廣，若學生不能科學地分析、解剖，則很容易步入誤區(qū)，導致“一著不慎，滿盤皆輸”。

1 強化“以理服人”的科學思維習慣，克服科學思維障礙

1.1 找準“理”———強化“對象”意識

在模塊解題中首先要明確研究對象，但在實際課堂教學中發(fā)現(xiàn)這一至關重要的科學素養(yǎng)僅僅停留在口頭上，很少被學生重視。大概因為平時涉及的研究對象大都為單一物體。但對于多個物體，必須強化對象意識，否則會馬鹿易形，誤入歧途。雙滑塊問題便是其中的代表。

例如慣性演示實驗，如圖1所示（2013年江蘇省高考第14題）此題砝碼和紙板都可以作為研究對象，需要逐一專注地分析討論。

1.2 運用“理”———強化核心知識點

中學物理課程猶如一顆參天大樹，繁多的知識點猶如繁茂枝葉，而核心科學思想方法猶如樹干。由于“枝繁葉茂”，學生在對其學習的過程中會感覺到千頭萬緒，不知從何談起。所以，可以抓住主干先了解輪廓，至于它的濃密枝葉和蒼勁的生命力，完全可以在日后生活中體驗和總結。所以，在高中物理課堂教學中要強化物理核心思維方法的滲透，抓準“理”，運用“理”。

傳送帶問題中核心“理”其實就是力與運動這一重要科學思維，也是力學核心思想。力與運動是牛頓第二運動定律的提煉，即若想知道運動情況必先了解受力情況，反之亦然。

情景一：如圖2所示，水平放置的傳送帶以v勻速轉動，質量為m的物體從傳送帶左側無初速釋放，已知傳送帶長為L，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，求物快運動到傳送帶右端的時間t。

情景二： 如圖3所示，質量為m的物體用細繩拴住放在水平粗糙的傳送帶上，物體距傳送帶左端距離為L，穩(wěn)定時繩與水平方向的夾角為θ，當傳送帶分別以v1、v2的速度做逆時針轉動時（v1

1.3 重視“理”———強化“以理服人”的科學思維意識的重要性

傳送帶是最常見的物理模型，但是折射出力與運動運用的重要性。高考都有新穎創(chuàng)新類題目，重點在于考查學生解決問題的能力。在實際教學中不僅要教會學生如何解答此題，關鍵要注重滲透力與運動相結合的重要性，不能想當然，否則學生僅會做似曾相識的題目，題目情景稍作變換，也只能“東施效顰”，鬧出“刻舟求劍”的笑話。

2 滲透“從頭開始、步步為營、層層推進、節(jié)節(jié)拔高”的科學思維方法，提高學生“庖丁解?！笔降目茖W思維能力

情景三：如圖5所示，傳送帶逆時針方向轉動，與水平面夾角為37°，并以速度v=10 m/s運行，在傳送帶的A端輕輕放一個小物體，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，AB長16米，求物體從A到B所用的時間。

2.1 從頭開始

物塊輕放在A端瞬間，物塊相對于傳送帶向上運動，故此時受到的摩擦力表現(xiàn)為滑動摩擦力，方向沿傳送帶向下（受力如圖6所示）。此時a=μgsinθ+μgcosθ=10 m/s2，即由靜止開始做勻加速直線運動。

2.2 步步為營

當物塊達到傳送帶速度時，x1==5 m，物體還沒有到達B端，接下來的運動情況不少學生常常會臆斷。此時力與運動的意識凸顯重要，即必需結合受力情況判斷運動情況。由于mgsinθ>μmgcosθ，即物體向下運動的動力大于阻力，物體繼續(xù)向下加速，超過傳送帶的速度，摩擦力方向變?yōu)檠匦泵嫦蛏希ㄊ芰θ鐖D7所示）。此時a=μgsinθ-μgcosθ=2 m/s2，即由初速度v=10 m/s，加速度a=2 m/s2繼續(xù)做勻加速直線運動。

2.3 層層推進

2.4 節(jié)節(jié)拔高

若mgsinθ<μmgcosθ，即重力沿斜面向下的分力mgsinθ小于滑動摩擦力或最大靜摩擦力，這樣物塊速度無法超過傳送帶速度，同時更不可能回到之前的狀態(tài)（相對于傳送帶斜向上），只能與傳送帶相對靜止。所以，摩擦力此刻發(fā)生了“天翻地覆”的變化，滑動摩擦力變?yōu)殪o摩擦力，且方向沿傳送帶斜向上，大小F=mgsinθ。

誠然，傾斜傳送帶模型變幻莫測，其運動形式也迥然不同，但是只要掌握“從頭開始、步步為營、層層推進、節(jié)節(jié)拔高”的科學思維方法，這些基本模型也會迎刃而解。

3 實現(xiàn)“想當然—知其然—知其所以然”的科學思維模式，實現(xiàn)知物懂理的科學思維目標

情景四：（2014年江蘇省高考第15題改編）[1]如圖8所示，生產(chǎn)車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙，兩傳送帶速度均為 v0。小工件離開甲前與甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳到乙上，工件與乙之間的動摩擦因數(shù)為 μ。乙的寬度足夠大，重力加速度為 g， 試分析物塊在傳送帶乙上的運動情況。

3.1 想當然

選擇工件為研究對象，物塊在運動中受到重力、彈力、摩擦力，重力與彈力互相平衡毋庸置疑，關鍵是要分析摩擦力。實際教學中發(fā)現(xiàn)學生往往缺乏力與運動的意識，對其運動想當然。

3.2 知其然

3.3 知其所以然

工件的運動情況如下：

以傳送帶乙為參考系：工件以加速度a=μg，初速度v=v由A開始做勻減速直線運動，設到B點相對傳送帶速度為0，接著運動形式同情景一。在A到B的過程中：

以地面為參考系：鑒于在慣性參考系中，力的大小和方向與參考系無關。所以滑動摩擦力為恒量，上面已證明。工件以加速度a=μg，初速度v=v0由A開始做勻變速曲線運動，設到C點水平方向上速度為0，接著運動形式同情景一（如圖11所示）。運用運動的合成與分解易得：

此題也體現(xiàn)出高考題簡約不簡單、新異不詭異的特點。雖為常見的題型，但又區(qū)別于傳統(tǒng)單一的傳送帶或同一方向多個傳送帶問題，此情景涉及兩個傳送帶并且運動方向不同。只要熟練掌握基本的科學思維意識，強化“以理服人”的科學思維習慣，運用科學思維方法，就會見招拆招，實現(xiàn)“想當然—知其然—知其所以然”的科學思維模式，最終“庖丁解?！薄?/p>

把復雜的原理避繁就簡、避虛就實的處理方式其實蘊藏著深厚的學習思想[2]。明確研究對象意識不僅對于物理學習，對于我們做任何事情而言都極為重要。物理課堂教學不僅應關注具體知識點的傳授，更要注重滲透科學思維意識。在學生思考過程中對學生不斷地進行方法指導、科學思維意識強化，找準知識生長點，創(chuàng)設情景，環(huán)環(huán)相扣，提高課堂有效性，這樣良好的教學效果就毋庸置疑了。

參考文獻：

[1]江蘇省教育考試院.2016年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試（選修學科目）說明[S].南京：江蘇教育出版社，2016.

[2]劉炳昇，仲扣莊.中學物理教師專業(yè)技能訓練[M].北京：高等教育出版社，2004 .

（欄目編輯 羅琬華）