2019-2020年高中物理《追尋守恒量》導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2(1).doc
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2019-2020年高中物理《追尋守恒量》導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2(1) 【課題】:追尋守恒量 【課型】問題生成解決拓展課 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 (1)理解動能、勢能及能量的概念與意義。 (2)了解守恒思想的重要性,守恒關(guān)系是自然界中十分重要的關(guān)系。 (3)通過具體的事例使同學(xué)們對守恒觀念有初步的認(rèn)識. 【重點】理解動能、勢能,體會能量轉(zhuǎn)化和守恒的普遍性 【難點】創(chuàng)新思維的培養(yǎng) 【自主導(dǎo)學(xué)】 何謂守恒? 1.尋找規(guī)律的基本步驟 (1)觀察和實驗 觀察自然現(xiàn)象和實驗現(xiàn)象是物理學(xué)研究的基本方法,伽利略通過對小球運動現(xiàn)象的觀察和分析(如圖),得到牛頓第一定律的基本內(nèi)容:“如果斜面是光滑的,小球?qū)⒁恢毖厮街本€運動下去?!蓖瑫r得到:“無論斜面B比斜面A陡些或緩些,小球總會在斜面上的某點停下來,這點距斜面低端的豎直高度與它出發(fā)時的高度相同”的觀察結(jié)論。 (2)推理和概括 通過對觀察結(jié)論的分析和概括,抓住主要矛盾,忽略次要因素或干擾因素,抽象出物理的本質(zhì)(規(guī)律性的東西),完成由感性向理性的上升。如圖所示實驗,如果忽略摩擦力這個干擾因素,可推斷出此過程中隱含這某種守恒量,此守恒量就是初中物理中接觸過的機械能(即動能和勢能的總和)。 2.關(guān)于“能量”的概念 能量是一個抽象的物理概念,是物理學(xué)中研究問題的“工具”,書本并沒有對能量下嚴(yán)格的定義,而是將“記得”說成是一個守恒量,這個守恒量叫做能量。其原因是在本節(jié)教材中無法對能量下嚴(yán)格的定義,因此在此不要去追求能量的嚴(yán)格定義,隨著學(xué)習(xí)的深入會逐步得到準(zhǔn)確的定義,但應(yīng)該看到物理學(xué)中的守恒量有著十分重要的功能。 3.勢能 (1)物體憑借其_________而具有的能量叫做勢能(Poctential energy) (2)正確理解勢能的概念,必須理解位置的概念,物體(看作質(zhì)點)所處的位置是一個空間點,在一維空間(數(shù)軸)上用(x)表示,在二維空間(平面直角坐標(biāo)系)中用(x、y)表示;在三維空間中用(x、y、z)表示。本處不討論勢能的大小到底由哪些因素決定,僅要求知道勢能與位置有關(guān),當(dāng)位置改變時,勢能也隨之改變。 (3)勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化,在這種轉(zhuǎn)化時,勢能減少的同時,__________在增加,勢能增加的同時,_________在減少。 4.動能 (1)物體由于_________而具有的能量叫做動能(Kinetic energy)。 (2)正確理解動能的概念,必須理解運動的相對性,即前面學(xué)過的參考系問題,由于牛頓力學(xué)僅適用于________參考系,因此本處運動的參考系也是指____________,沒有特殊說明,一般指地面參考系。本處不討論動能到底由什么因素決定,但要知道當(dāng)物體的速度大小發(fā)生變化時,物體的動能也將發(fā)生變化。 (3)動能可以和勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化,在這種轉(zhuǎn)化過程中,動能減少同時,__________在增加,動能增加的同時,_________在減少. 【問題思考】 以豎直上拋的小球為例說明小球的勢能和動能的轉(zhuǎn)化情況。在這個例子中是否存在著能的總量保持不變? 【范例精析】 例題:如圖所示,河道中的水在穩(wěn)恒地流淌(各處的水流速度不隨時間改變),設(shè)截面A1B1的面積為S1,流速與截面垂直,速度為V1;截面A2B2的面積為S2,速度為V2,通過觀察和分析,本題中位于A1B1A2B2區(qū)域中的水的體積是否為一個守恒量?若是的話,你可以推斷出S1、S2、V1、V2滿足什么規(guī)律? 解析 由于水不可壓縮,單位時間內(nèi)流入A1B1的水的體積應(yīng)等于流出A2B2面的體積,因此位于A1B1A2B2區(qū)域中的水的體積是一個守恒量。 考察很短的時間Δt,流入A1B1的水的體積為ΔV1=S1V1Δt,流出A2B2面的的水的體積ΔV2=S2V2Δt,所以S1V1= S2V2,截面積越小的地方,水的流速越大。 拓展 截面積和流速的乘積稱為流量(單位時間內(nèi)流過截面的液體的體積,單位為m3/s),通常用Q表示,即Q=SV。如果各處的流量不等,則水位就升高或降低,為非穩(wěn)恒流動。 【夯實基礎(chǔ)】 1.下列關(guān)于能量的說法中正確的是( ) A.能量的概念是牛頓最早提出來的 B.伽利略的斜面理想實驗體現(xiàn)出能量是守恒的 C.能量有不同的表現(xiàn)形式,并可以相互轉(zhuǎn)化,但總量不變 D.以上說法均不正確 2.下列現(xiàn)象中,物體動能轉(zhuǎn)化為勢能的是( ) A.秋千在最高處蕩向最低 B.張開的弓把箭射出去 C.騎自行車勻速駛向斜坡 D.正在上升的禮花彈 3.如果我們把相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能,把物體由于運動而具有的能量稱為動能,那么,伽利略的斜面實驗可以給我們一個啟示,下列關(guān)于真?zhèn)€啟示正確的是( ) ①小球在斜面上運動時,小球離地面的高度減小,速度增加,小球的速度是由高度轉(zhuǎn)變而來的 ②小球在斜面上運動時,小球離地面的高度增加,速度減小,小球的高度是由速度轉(zhuǎn)變而來的 ③小球在斜面上運動時,小球離地面的高度減小,速度增加,小球的動能是由勢能轉(zhuǎn)變而來的 ④小球在斜面上運動時,小球離地面的高度增加,速度減小,小球的勢能是由動能轉(zhuǎn)變而來的 A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④ 【問題思考】解析:豎直上拋運動的小球,首先由動能轉(zhuǎn)化為勢能,達(dá)到最高點時,動能為零,勢能達(dá)到最大,在下落時,勢能逐漸減小,動能逐漸增大,勢能又轉(zhuǎn)化為動能。在小球運動過程中,小球的機械能總量保持不變。 【夯實基礎(chǔ)】1.BC 2.D 3.B- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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