高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第一節(jié) 追尋守恒量——能量教案 新人教版必修2

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第一節(jié) 追尋守恒量能量課 時：一課時 教 師: 教學(xué)重點(diǎn)理解動能、勢能的含義，體會能量轉(zhuǎn)化、守恒的普遍存在性教學(xué)難點(diǎn)培養(yǎng)創(chuàng)新能力，使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化、守恒的普遍存在性后，能意識到能量轉(zhuǎn)化、守恒的巨大使用前景三維目標(biāo)知識與技能1理解動能、勢能及能量的概念與意義2能獨(dú)立分析伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)換和守恒關(guān)系3能列舉不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化并守恒的實(shí)例過程與方法1體會伽利略分析問題的精妙,學(xué)習(xí)分析事物本質(zhì)的方法2在列舉事例過程中體會費(fèi)恩曼所說話的深刻內(nèi)涵，體會轉(zhuǎn)化與守恒的普遍性情感、態(tài)度與價值觀1通過動能、勢能間的相互轉(zhuǎn)化來研究生活中的物體的運(yùn)動,培養(yǎng)熱愛生活的情

2、趣2通過“追尋守恒量”，使學(xué)生了解守恒思想的重要性，初步樹立能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)，學(xué)會從物理現(xiàn)象中探求事物本質(zhì)的科學(xué)態(tài)度和研究方法3通過學(xué)習(xí)，要善于把實(shí)際問題理想化導(dǎo)入新課一、守恒 新華社2000年12月31日和中央電視臺2001年元月6日先后報道：在20世紀(jì)的最后幾分鐘里，一項(xiàng)新的多米諾骨牌吉尼斯世界紀(jì)錄,在北京頤和園體育健康城綜合館和網(wǎng)球館誕生了中國、日本和韓國的62名青年學(xué)生成功地推倒了340多萬張骨牌，一舉打破了此前由荷蘭人保持的297萬張的世界紀(jì)錄從電視畫面可看出，骨牌瞬間依次倒下的場面蔚為壯觀,其間顯示的圖案豐富多彩，令人驚嘆其中蘊(yùn)含著一定的科學(xué)道理，這就是“多米諾骨牌效應(yīng)”該效應(yīng)

3、產(chǎn)生的能量是十分巨大的這種效應(yīng)的物理道理是：骨牌豎著時，重心較高，倒下時重心下降,倒下過程中，將其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，它倒在第二張牌上，這個動能的一部分就轉(zhuǎn)移到第二張牌上，第二張牌將第一張牌轉(zhuǎn)移來的動能和自己倒下過程中由本身具有的重力勢能轉(zhuǎn)化來的動能之和，再傳到第三張牌上所以每張牌倒下的時候，雖然有部分能量損失，但具有的動能都比前一塊牌大，因此它們的速度一個比一個快,也就是說，它們依次推倒的能量一個比一個大你可以設(shè)想一下，如果牌的個數(shù)足夠多，那么最后一個牌的速度將是怎樣的大!場面又是何等的壯觀！故事中應(yīng)用到了動能、勢能及其轉(zhuǎn)化今天,我們就來學(xué)習(xí)追尋守恒量這節(jié)課,學(xué)習(xí)問題中展示的能量問題，探索其

4、中的奧秘水表、人民幣、第一類永動機(jī)、火山爆發(fā)(視頻）二、能量 伽利略斜面實(shí)驗(yàn)（動畫）牛頓是經(jīng)典力學(xué)的奠基人，他提出了三個定律和萬有引力定律，但是他沒有研究過能量(至少沒有深入研究)，所以當(dāng)時人類對自然的認(rèn)識還很有局限但在伽利略的實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)有了“能量的影子能量概念的形成和發(fā)展，始終是和能量守恒定律的建立過程緊密相連的能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)告訴我們，盡管物質(zhì)世界千變?nèi)f化，但這種變化不是沒有規(guī)律的,基本的規(guī)律就是守恒定律這一節(jié)課我們從一個較高的角度去認(rèn)識這個問題教師指導(dǎo):讓一位學(xué)生朗讀教材開頭費(fèi)恩曼的話，讓學(xué)生體會能量守恒定律的重要性課件展示1：大屏幕投影展示伽利略理想實(shí)驗(yàn)的flash模擬動畫問題：1

5、.當(dāng)小球沿斜面從高處由靜止?jié)L下時,小球的高度不斷減小，而速度不斷增大，說明了什么?2當(dāng)小球從斜面底端沿另一個斜面向上滾時，小球的位置不斷升高，而速度不斷減小,說明了什么問題?學(xué)生觀察交流、討論并總結(jié):明確：1。說明小球憑借其位置而具有的物理量不斷減少,而由于運(yùn)動而具有的物理量不斷增大2說明小球憑借位置而具有的物理量不斷增加，而由于運(yùn)動而具有的物理量逐漸減少課件展示2：利用動畫模擬實(shí)驗(yàn)，將斜面調(diào)整，引導(dǎo)學(xué)生觀察小球的運(yùn)動情況指導(dǎo)學(xué)生自己組織語言，描述看到的物理現(xiàn)象學(xué)生通過閱讀并觀察、討論、總結(jié):讓小球沿一個斜面從靜止開始滾下，小球?qū)L上另一斜面，如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨葴p小后一斜面的

6、傾角，小球在這個斜面上仍達(dá)到同一高度，但這時他要滾得遠(yuǎn)些若繼續(xù)減小后一斜面的傾角，小球達(dá)到同一高度,但滾得更遠(yuǎn)些教師設(shè)疑：若將后一斜面放平，小球的運(yùn)動情況將是怎樣？引導(dǎo)學(xué)生討論、交流，大膽猜想?yún)⒖冀Y(jié)論：小球好像“記得自己的起始高度，但又永遠(yuǎn)達(dá)不到原來的高度,所以將永遠(yuǎn)滾動下去點(diǎn)評：教師通過動畫展示,讓學(xué)生感受到“有某一量是守恒的”教師逐步引導(dǎo),讓學(xué)生體會“守恒量”的追尋過程，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究意識和學(xué)習(xí)的欲望相互作用的物體憑借其位置而具有的能,叫做勢能.物體由于運(yùn)動而具有的能,叫做動能。問題3：“挽弓當(dāng)挽強(qiáng)，用箭當(dāng)用長；射人先射馬,擒賊先擒王”這是一首杜甫的詩跳高運(yùn)動員總是要充分地助跑才能取

7、得好的成績請同學(xué)們思考下面的問題:(1）為什么強(qiáng)弓就射得遠(yuǎn)？跳高運(yùn)動員是以高度來計成績的，而他們?yōu)槭裁匆岣咦约旱乃俣饶?？難道速度和高度之間有什么聯(lián)系嗎?(2）這體現(xiàn)了一種什么過程?常見的能量形式土豆、向日葵、風(fēng)力發(fā)電、核能、電燈2004年12月26日,國際標(biāo)準(zhǔn)時間00:58:50，一股壓抑許久的“怒氣”從印度洋深處狂躁地迸發(fā)而出，里氏9.0級（美國地震局測定）地震劈開周圍的海水，形成一道道相距百十公里的弧形水幕，以每小時800公里的起始速度排山倒海般向四周襲去巨浪呼嘯，以摧枯拉朽之勢，越過海岸線，越過田野，迅猛地襲擊著岸邊的城市和村莊，瞬時人們都消失在巨浪之中港口所有設(shè)施、被震塌的建筑物，在

8、狂濤的洗劫下，被席卷一空事后,海灘上一片狼藉，到處是殘木破板和人畜尸體地震海嘯給人類帶來的災(zāi)難是十分巨大的試查閱有關(guān)資料，談一談此次海嘯中存在哪些能量以豎直上拋的小球（忽略空氣阻力)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？參考答案：豎直上拋運(yùn)動的小球,首先由動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，達(dá)到最高點(diǎn)時，動能為零，重力勢能達(dá)到最大；在下落時,重力勢能逐漸減小,動能逐漸增大，重力勢能又轉(zhuǎn)化為動能在小球運(yùn)動過程中，小球的機(jī)械能總量保持不變點(diǎn)評：本實(shí)例探究可以應(yīng)用受力情況來作分析，亦可根據(jù)實(shí)際運(yùn)動情況總結(jié),緊緊抓住高度影響重力勢能，速度影響動能這一關(guān)鍵進(jìn)行分析如圖所示,一根不可伸

9、長的細(xì)繩拴著一個小球在豎直平面內(nèi)擺動，圖中a、b、c三點(diǎn)分別表示小球擺動過程中的三個不同位置，其中a、c等高在小球擺動的整個過程中,動能最大時是在_點(diǎn),在_點(diǎn)重力勢能最大；如果沒有空氣阻力的影響,小球在a點(diǎn)的勢能_（填“大于”“等于”或“小于”）在b點(diǎn)的動能解析：在小球來回擺動時,動能與重力勢能不停地相互轉(zhuǎn)化但總量不變在a、c兩點(diǎn)時小球位置最高，重力勢能最大，速度為零，動能為零在b點(diǎn)時位置最低，重力勢能最小，速度最大，動能最大答案：ba、c等于方法總結(jié)：在某一過程中，若僅涉及動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化,若能判斷出其中一種能量正在減小或增大，則另一種能量一定正做相反變化，且一種能量為零時，另一種能量達(dá)

10、到最大值課堂小結(jié)一、守恒二、能量:守恒量1、勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量.2、動能：物體由于運(yùn)動而具有的能量 3、不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，保持總能不變。 三、“追尋守恒量”的意義1、可行性：物質(zhì)在運(yùn)動變化過程中存在守恒量。2、重要性：物質(zhì)在運(yùn)動變化過程中都要滿足一定的守恒定律。布置作業(yè)1通過各種途徑查找資料,了解人類對能量的研究過程2在其他自然學(xué)科中列舉出幾個能量轉(zhuǎn)化與守恒的實(shí)例；轉(zhuǎn)化與守恒的思想(不僅僅是能量）在生產(chǎn)生活中的實(shí)例(例如水資源）練習(xí)2： 舉例說明生活中的一些守恒關(guān)系 練習(xí)3: 守恒的思想在物理的發(fā)展中也起著很重要的作用，你知道物理學(xué)中有關(guān)守恒的規(guī)律嗎？ 課題:能量