2011年修武一中分校高一人教版物理必修2：§7.1 《追尋守恒量》導(dǎo)學(xué)案

1、祝學(xué)子學(xué)業(yè)有成，取得好成績(jī)7.1 追尋守恒量導(dǎo)學(xué)案編寫人：梅小芬 審核：高一物理組寄語：當(dāng)你只有一個(gè)目標(biāo)時(shí)，全世界都會(huì)給你讓路。【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)通過具體的事例使同學(xué)們對(duì)守恒觀念有初步的認(rèn)識(shí)【學(xué)習(xí)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【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】創(chuàng)新思維的培養(yǎng)【學(xué)習(xí)過程】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

2、。同時(shí)得到:“無論斜面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，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(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)中研究問題的“工具”，書本并沒有對(duì)能量下嚴(yán)格的定義，而是將“記得”說成是一個(gè)守恒量，這個(gè)守恒量叫做能量。其原因是在本節(jié)教材中無法對(duì)能量下嚴(yán)格

3、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 (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

4、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(yùn)動(dòng)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(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.【問題思考】以豎直上拋的小球?yàn)槔f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

5、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(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?？疾旌芏痰臅r(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)流過截面的液體的體積，單位為m3/s）,通常用q

6、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)?！痉此夹〗Y(jié)】檢測(cè)卡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(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)變而來的