高中物理 專題7.1 追尋守恒量──能量教學(xué)設(shè)計 新人教版必修2.doc

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追尋守恒量──能量 教材分析 在物理學(xué)中，能量并不是由功定義的。能量的概念是在人類追尋“運動中的守恒量是什么”的過程中發(fā)展起來的。能量概念之所以重要，就是因為它是一個守恒量。守恒關(guān)系是自然中十分重要的關(guān)系，從中學(xué)開始加強學(xué)生對守恒關(guān)系的認識是有益的，因為它是極為重要的研究方向。根據(jù)這種認識，所以本節(jié)從追尋守恒量出發(fā)引入能量概念，為能量學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)并把這種物理思想滲透在能量學(xué)習(xí)的全過程。 學(xué)情分析 設(shè)計思想 “追尋守恒量”一節(jié)，主要是使學(xué)生了解守恒思想的重要性。在物理學(xué)的發(fā)展過程中，能量的概念幾乎是與人類對能量守恒的認識同步發(fā)展起來的，能量的概念之所以重要，就是因為它是個守恒量。守恒關(guān)系是自然界中十分重要的一類關(guān)系?！皺C械能守恒”這個詞學(xué)生并不陌生，但是讓學(xué)生說出自己對它的認識又不是一件容易的事。在教學(xué)中可以讓學(xué)生先自己閱讀教材，提出一些問題，例如：什么叫守恒？教材中說：在牛頓之前，伽利略的斜面理想實驗已經(jīng)顯現(xiàn)了能量及其守恒的思想，這個實驗中什么是不變的？使學(xué)生觀察，當(dāng)小球沿A斜面從h高處由靜止?jié)L下時，小球的高度不斷減少，而速度不斷增大，這說明小球憑借其位置而具有的能量不斷減少，而由于運動而具有的能量不斷增大。當(dāng)小球從斜面底沿另一個斜面B向上滾時，小球的位置不斷升高，而速度不斷減小，說明小球憑借位置而具有的能量不斷增加，由于運動而具有的能量逐漸減少。如果斜面是光滑的，當(dāng)小球到達B斜面的h高度時，速度為零，小球好像“記得”自己起始的高度。 除了演示斜面的實驗以外，還可以演示滾擺實驗和單擺實驗，同時說明：在運動過程中物體的動能和勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的，如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體好像“記得”自己初始的高度，即某一量是守恒的。 但是，這樣的描述不能表達一個最重要的事實：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必將準確地終止于同它開始點相同的高度，決不會更高一點，也決不會更低一點。這說明某種“東西”在小球運動過程中是不變的，這個“東西”就是能量。 引入能量的概念是在物理學(xué)發(fā)展中追尋守恒量的一個重要事例。 請用勢能和動能描述一下理想斜面實驗中的轉(zhuǎn)化與守恒的事實。 （2）能量的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的現(xiàn)象 動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒的物理過程有很多，試著列舉出幾個動能與勢能相互轉(zhuǎn)化但總能量可能守恒的實例。 如游樂場中的海盜船、秋千、雙線擺、單擺、悠悠球等。 視頻：滾擺。悠悠球等演示。 三、追尋能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的意義 赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波，很快有人發(fā)明了電報； 氣象預(yù)報說：“近年夏天會持續(xù)高溫，而且干旱……”國美的老板聽了會想到什么：空調(diào)會熱銷，發(fā)財?shù)臋C會來了。使用價值：如果我掌握了守恒的規(guī)律，就可以用它來解決問題，看到了新技術(shù)，就要琢磨怎樣應(yīng)用它，就是創(chuàng)新。如果你對它無動于衷，就總是落后于人家。 追尋“守恒量”的意義：開辟一種新的簡單的解決問題的途徑。 【思考與討論】 1．在伽利略斜面實驗中，能不能用動力學(xué)和運動學(xué)的知識計算出小球滾上另一斜面時能達到相同的高度？從能量守恒的角度也達到相同的高度，兩者相比較，哪種方法更簡捷？ 2．從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度能分析、求解以前不容易解決的問題。 ［小結(jié)］ 本節(jié)課通過對斜面實驗的分析，了解了動能、勢能和能量的概念，能量的概念是人類在尋找“運動中的守恒量是什么”的過程中發(fā)展起來的。引入能量的概念是在物理學(xué)發(fā)展中追尋守恒量的一個重要事例。在自然界中能量的轉(zhuǎn)化與守恒是普通存在的。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們體會到，追尋“守恒量”能開辟一種新的簡單的解決問題的途徑。 ［布置作業(yè)］ 教材第56頁“問題與練習(xí)”。 板書設(shè)計 1．追尋守恒量──能量 一、對理想斜面實驗的分析 運動不需要力來維持的結(jié)論外，他還注意到實驗中反映出一個轉(zhuǎn)化與守恒的事實（或思想）。高度與速度相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中與高度有關(guān)的量和與速度有關(guān)的量之和守恒。 二、動能、勢能及其轉(zhuǎn)化并守恒的普遍性 1．能量 在物理學(xué)中，相互轉(zhuǎn)化且守恒的量叫做能量或能。 2．勢能與動能 （1）勢能 相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能。 （2）動能 物體由于運動而具有的能量叫做動能。 3．動能與勢能的轉(zhuǎn)化與守恒 （1）在理想斜面實驗中，動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒 （2）能量的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的現(xiàn)象 三、追尋能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的意義 追尋“守恒量”的意義：開辟一種新的簡單的解決問題的途徑。