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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.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.doc

2019-2020年高中物理追尋守恒量導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2【課題】:追尋守恒量 【課型】問(wèn)題生成解決拓展課【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 (1)理解動(dòng)能、勢(shì)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(guò)具體的事例使同學(xué)們對(duì)守恒觀念有初步的認(rèn)識(shí)【重點(diǎn)】理解動(dòng)能、勢(shì)能,體會(huì)能量轉(zhuǎn)化和守恒的普遍性【難點(diǎn)】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(shí)驗(yàn)觀察自然現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物理學(xué)研究的基本方法,伽利略通過(guò)對(duì)小球運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)下去?!蓖瑫r(shí)得到:“無(wú)論斜面B比斜面A陡些或緩些,小球總會(huì)在斜面上的某點(diǎn)停下來(lái),這點(diǎn)距斜面低端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度相同”的觀察結(jié)論。(2)推理和概括通過(guò)對(duì)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(shí)驗(yàn),如果忽略摩擦力這個(gè)干擾因素,可推斷出此過(guò)程中隱含這某種守恒量,此守恒量就是初中物理中接觸過(guò)的機(jī)械能(即動(dòng)能和勢(shì)能的總和)。2關(guān)于“能量”的概念能量是一個(gè)抽象的物理概念,是物理學(xué)中研究問(wèn)題的“工具”,書(shū)本并沒(méi)有對(duì)能量下嚴(yán)格的定義,而是將“記得”說(shuō)成是一個(gè)守恒量,這個(gè)守恒量叫做能量。其原因是在本節(jié)教材中無(wú)法對(duì)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(huì)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(shì)能(1)物體憑借其_而具有的能量叫做勢(shì)能(Poctential energy)(2)正確理解勢(shì)能的概念,必須理解位置的概念,物體(看作質(zhì)點(diǎn))所處的位置是一個(gè)空間點(diǎn),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(shì)能的大小到底由哪些因素決定,僅要求知道勢(shì)能與位置有關(guān),當(dāng)位置改變時(shí),勢(shì)能也隨之改變。(3)勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化,在這種轉(zhuǎn)化時(shí),勢(shì)能減少的同時(shí),_在增加,勢(shì)能增加的同時(shí),_在減少。4動(dòng)能(1)物體由于_而具有的能量叫做動(dòng)能(Kinetic energy)。(2)正確理解動(dòng)能的概念,必須理解運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,即前面學(xué)過(guò)的參考系問(wèn)題,由于牛頓力學(xué)僅適用于_參考系,因此本處運(yùn)動(dòng)的參考系也是指_,沒(méi)有特殊說(shuō)明,一般指地面參考系。本處不討論動(dòng)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(shí),物體的動(dòng)能也將發(fā)生變化。(3)動(dòng)能可以和勢(shì)能發(fā)生轉(zhuǎn)化,在這種轉(zhuǎn)化過(guò)程中,動(dòng)能減少同時(shí),_在增加,動(dòng)能增加的同時(shí),_在減少.【問(wèn)題思考】以豎直上拋的小球?yàn)槔f(shuō)明小球的勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化情況。在這個(gè)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(shí)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(guò)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(gè)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(shí)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(gè)守恒量。考察很短的時(shí)間t,流入A1B1的水的體積為V1=S1V1t,流出A2B2面的的水的體積V2=S2V2t,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(shí)間內(nèi)流過(guò)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(dòng)。【夯實(shí)基礎(chǔ)】1.下列關(guān)于能量的說(shuō)法中正確的是( )A.能量的概念是牛頓最早提出來(lái)的 B.伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)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(shuō)法均不正確2.下列現(xiàn)象中,物體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能的是( )A.秋千在最高處蕩向最低 B.張開(kāi)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(shì)能,把物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量稱為動(dòng)能,那么,伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)可以給我們一個(gè)啟示,下列關(guān)于真?zhèn)€啟示正確的是( )小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),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(lái)的小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),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(lái)的小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),小球離地面的高度減小,速度增加,小球的動(dòng)能是由勢(shì)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),小球離地面的高度增加,速度減小,小球的勢(shì)能是由動(dòng)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的A. B. C. D. 【問(wèn)題思考】解析:豎直上拋運(yùn)動(dòng)的小球,首先由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能,達(dá)到最高點(diǎn)時(shí),動(dòng)能為零,勢(shì)能達(dá)到最大,在下落時(shí),勢(shì)能逐漸減小,動(dòng)能逐漸增大,勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球的機(jī)械能總量保持不變?!竞粚?shí)基礎(chǔ)】1.BC 2.D 3.B

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