SAT2-物理:7.1 追寻守恒量
高中物理必修二课件-7.1追寻守恒量——能量9-人教版
可能解决方案:①借助打点计时器②通过数码摄像拍摄,并经过后期处理③让 小球摆到最低点时立即变成匀速直线运动、平抛运动,间接测速度④是否可以用力 的传感器测绳中拉力,间接算出最低点速度。……
可视为质点的小球自由落体运动,途径1、2两位置,设位置1处,小球的速
度为大小,为试找,寻离两地个高高度度为与两,个设速位度置之2间处v的1,关小系球。的速度大小为h1,离地高度
v2
h2
1 1
2 2
可视为质点的小球以某一初速度做平抛运动,途径1、2两位置,设位置1处,小
球 度的为速度,大试小找为寻两个,高离度地与高两度个为速度,之设间位的置关2处系,。小v球1 的速度大小为 ,离h1地高
让我们从碰到的问题中再次 开始吧!
小球在如图所示的一光滑斜面上运动过 程中,途径1、2、3两位置,1、3位置中是 否还存在上述所述的高度和速度的关系 呢?
1 2 3
既然存在上述关系,我们可以采取极限的方法,将单摆运动过程中的圆轨迹无 限分隔成无穷多的直线,“划曲为直”,从理论上验证之。
设计实验检验:
1.追寻守恒量——能量
物体本身具有的属性——惯性
惯性反映了物体自身具有追求不变、追求简单的一种性质。
变情况?
在纷繁复杂的变化中,是否永远具有一种不变、一种守恒呢?守恒定律是 否统一着整个自然界呢?
麦克斯韦的电磁波理论 爱因斯坦的相对论
就像水一样,不同形态之间,在一定条件下可以相互转换,不同形式的能量 之间存在着相互转换,根据其表现形式的不同,我们可以将其进行相应的分 类,分别冠以不同的名称。
人教版高中物理必修2 7.1 追寻守恒量 能量(教学设计)
第七章机械能守恒第1节追寻守恒量----能量本节课主要探究了能量,要了解不同形式的能量的产生,知道这些能量和什么有关,在转化过程中各能量的关系是什么。
物理观念:理解动能、势能及能量的概念与意义.科学思维:能独立分析伽利略理想余面实验的能量转换和守恒关系,知道守恒是自然界的重要规律,初步领会能量转化、变中有恒的思想。
科学探究:通过动能、势能间的相互转化来研究生活中的物体的运动,培养热爱生活的情趣,会从物理现象中探求事物本质的科学态度和研究方法。
科学态度与责任:通过“追寻守恒量”,使学生了解守恒思想的重要性,初步树立能量转化与守恒的观,培养创新能力,使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后,能马上意识到这里面存在的巨大的使用前景重点分析:指导学生领悟伽利略理想斜面实验中的转化和守恒的事;理解能量这个物理量及动能、势能的物理意义;独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系。
难点分析:循循善诱启发学生除伽利略理想斜面实验以外,列举出其它动能与势能相互转化和守恒的实例;能够列举出不同形式的能量可以互相转化并可能守恒;理解能量转化与守恒是一种重要的自然规律,激发学生产生用这一规律解决问题的意识。
把要投影的课件准备好,把需要探究的问题分组设置好,以备上课用引入新课:“挽弓当挽强,用箭当用长;射人先射马,擒贼先擒王。
”这是一首杜甫的诗。
跳高运动员总是要充分地助跑才能取得好的成绩。
请同学们思考下面的问题:(1)为什么强弓就射得远?跳高运动员是以高度来计成绩的,而他们为什么要提高自己的速度呢?难道速度和高度之间有什么联系吗?(2)这体现了一种什么过程?新课内容:一、伽利略斜面实验牛顿是经典力学的奠基人,他提出了三个定律和万有引力定律,但是他没有研究过能量(至少没有深入研究),所以当时人类对自然的认识还很有局限.但在伽利略的实验中,已经有了“能量”的影子.能量概念的形成和发展,始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相连的.能量守恒定律的发现告诉我们,尽管物质世界千变万化,但这种变化不是没有规律的,基本的规律就是守恒定律.这一节课我们从一个较高的角度去认识这个问题.活动探究问题:1.当小球沿斜面从高处由静止滚下时,小球的高度不断减小,而速度不断增大,说明了什么?2.当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚时,小球的位置不断升高,而速度不断减小,说明了什么问题?解析:1.说明小球凭借其位置而具有的物理量不断减少,而由于运动而具有的物理量不断增大.2.说明小球凭借位置而具有的物理量不断增加,而由于运动而具有的物理量逐渐减少.结论:让小球沿一个斜面从静止开始滚下,小球将滚上另一斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,但这时他要滚得远些.若继续减小后一斜面的倾角,小球达到同一高度,但滚得更远些二、物体的动能和势能在上述实验中:如果没有摩擦和介质阻力,物体好像“记得”自己初始的高度,即某一量是守恒的.例:公园里的秋千,游乐园里的海盗船,乒乓球自高处落到水泥地面上后的运动,在没有摩擦和空气阻力的情况下,都能达到一定的高度.这说明,将实际生活中的问题理想化后,确实存在着某一物理量是不变的.例题1:如图所示,一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动,图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置,其中a、c等高。
高中物理 7.1《追寻守恒量》教学设计4 新人教版必修2(1)
第1节追寻守恒量新课教学 今天,我和同学们一起来寻找一个守恒量,此守恒量在物理学中贯穿始终,非常重要的一个物理量,这也是牛顿老前辈的遗憾之一,其实有牛顿之前,伽俐略的斜面实验就已经显露出了这种守恒思想,我们来看看伽俐略的理想斜面实验:分析运动过程的特殊状态问:利用我给你们的实验器材,如何设计一个实验来追寻伽俐略的理想斜面实验过程(器材:带绳的小钢球,铁架台,直尺等)让学生设计,整理,实验,学生进行分组实验,单摆学生边做实验边观察并分析物体运动过程中的详细运动情况,并且总结观察现象得出结论。
在分析过程中加以引导学生很快就能得到结论:小球高度先降低,速度不断增大,当到达最低点时速度最大,然后上升速度不断减小高度不断增大到达最高点时速度最小,高速最大,且小球能上升到原来的高度。
问:这是特殊现象吗?(学生设计如何做好下一步实验,来排除这种凝虑) 为了更好地说明问题我们继续观察实验:在单摆悬点地正下方放一钉子阻挡小钉子观察小球的上升位置。
总结得出:物体总是“记得”自己的起始位置,这个位置总是不变的。
问:这个实验中那些量守恒呢?是高度还是速度?“记得”自己位置的“记得”并不是物理语言,所以我们引入一个物理量“能量”来表示这种特性。
故是能量守恒学生举例:你们初中学习过那些能量?(学生可能会答道,电能,动能,热能,势能等)顺势推出动能和势能的概念。
三:动能和势能上滚过程 下滚过程 高度 速度分析以上几个实验现象,对物体运动的过程加以分析,归纳得出动能和势能的概念动能:物体由于运动而具有的能量势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
并用具体实例加以说明。
在学生理解了动能、势能和能量守恒的概念后,让学生用能量的观点来分析前面的几个实验的过程。
当我们将小球提升至起始高度时,我们赋予了小球一定的势能。
释放小球后,小球开始运动,高度不断降低,同时小球速度不断增大,此时小球的势能并没有丢失而是逐渐转化为了动能;运动到最低点时小球的动能最大;当小球向上运动时,小球的速度不断减小,同时高度不断增加,此时小球的动能逐渐转化为了势能。
2019-2020年人教版高中物理必修二教案:7-1追寻守恒量
2019-2020年人教版高中物理必修二教案:7-1追寻守恒量【教学设计理念】通过课堂教学,让学生体验科学探究过程,了解科学研究方法;增强创新意识和实验能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情;促使学生进一步形成守恒的思想,使学生了解守恒思想的重要性。
认识能量守恒思想对社会发展的影响,为形成科学世界观和科学价值观打下基础。
【章节内容分析】在老教材中,本章的教学流程主线是:先学习功的概念,再了解功和能的关系,然后学习能量的概念以及能量转化过程中的规律。
但实际上,在物理学的发展过程中,能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的,能量的概念之所以重要,就是因为它是个守恒量。
守恒关系是自然界中十分重要的一类关系,我们强调方法的教育、观念的教育,就要从中学时代开始加强学生对守恒关系的认识。
根据这样的思想,新教材把守恒思想的提出放到了具体的能量概念之前,并把它渗透在能量学习的全过程。
这实际上是还原了能量概念在科学史上本来的位置。
(一)知识与技能1、知道自然界中存在着多种守恒的因素,守恒是自然界的重要规律。
2、知道自然界中存在着一种被命名为能量的守恒量。
3、知道相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能。
4、知道物体由于运动而具有的能量叫动能。
5、能分析生活中涉及机械能转化的问题。
【教学重点难点】重点:对守恒思想的领会,对科学研究过程的体验,对能量、动能、势能等概念的理解。
【教学用具器材】多媒体,铁架台,小球与细线,滚摆。
【教学过程设计】(一)课前练习1、寒假期间,邻居的两个小孩被你领进一个小房间里下棋。
你关上房门外出办事回来后,发现棋子散了一地。
你带领两个孩子一起收拾棋子,把棋子在盒子里排放整齐后,发现还缺少6颗。
你们一起找啊找,门后有1颗,墙角有1颗,杯子里面也有1颗,还有3颗就是找不到。
但是你们还是继续找,地毯下又找到了2颗。
最后一颗在哪里呢?你发现窗户打开着,探出头一看,草地上还有一颗!支撑你们继续寻找的信念是什么?2、如右图所示,小球从斜面A上距地面高度为H处滚下来,又滚上斜面B,若地面和斜面都是光滑的,两个斜面的倾角都未知,试用我们学过的知识证明:小球滚上斜面B的最大高度也一定等于H!〈设计说明〉第1个问题选自浙江省编的《作业本》,本人认为是个非常经典的守恒问题,所以拿来让学生在新课之前先预热一下,既有趣,又可以强化学生对新课的期待。
高一物理人教版必修2课件:7.1 追寻守恒量——能量 2
2、苹果从树上掉下时,速度越来越 大,下列说法正确的是( C ) A、高度转变成了速度
B、苹果的能量增加
C、势能转变成了动能
D、苹果的机械能不变
3、如果我们把相互作用的物体凭借其位置而具有 的能量叫做势能;把物体由于运动而具有的能量 叫做动能,那么,伽利略的斜面实验可以给我们一
个启示,这个启示正确的是( B)
案例式 学习
顺序式 学习
冲刺式 学习
什么是学习力-高效学习必 备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
高效学习模型
高效学习模型-学习的完 整过程
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完 整过程
消化
固化
模式
拓展
小思 考
TIP1:听懂看到≈认知获取;
TIP2:什么叫认知获取:知道一些概念、过程、信息、现象、方法,知道它们 大概可以用来解决什么问题,而这些东西过去你都不知道;
①小球在斜面A上运动时,小球离地面的高度减小, 速度增加,小球的速度是由高度转变而来的
②小球在斜面B上运动时,小球离地面的高度增加, 速度减小,小球的高度是由速度转变而来的
③小球在斜面A上运动时,小球离地面的高度减小, 速度增加,小球的动能是由势能转化而来的
④小球在斜面B上运动时,小球离地面的高度增加, 速度减小,小球的势能是由动能转化而来的
后摄抑制:可以理解为因为接受了新的内容,而把前 面看过的忘记了
超级记忆法-记忆 规律
TIP1:我们可以选择记忆的黄金时段——睡前和醒后! TIP2:可以在每天睡觉之前复习今天或之前学过的知识,由于不受后摄抑制的 影响,更容易储存记忆信息,由短时记忆转变为长时记忆。
7.1追寻守恒量——能量 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修2新课 第七章:机械能守恒定律 (12)
事例剖析
多媒体展示视频和图片:
向学生展示了涉及人类生命活动中能量的消耗以及太阳能、地热能、风能、水能等利用的视频和图片,供学生们思考、讨论,以进一步加深认识和理解。
1.使学生进一步认识到能量转化和守恒的普遍性及其科学、社会的价值。
2.人类的生命生活伴随着大量的能量消耗,使用清洁能源能有效减少温室气体的排放,保护地球环境。
2.通过实例,进一步体会守恒的基础性、普遍性和重要性。
教学重点、难点分析:
教学重点:对守恒思想的领会,对科学研究过程的体验。
教学难点:认识到守恒是自然界的重要规律。
教学关键:变中有恒的思想。
教学内容
教学过程
设计意图
一、创设情景
引入新课
举例:
两个同学下象棋,不小心棋盘被打翻了,一颗棋子找不到了,一位同学就找啊找,最终在房间的一个角落找到了,支持这位同学坚持找下去的信念是什么?
Hale Waihona Puke 2.教学背景分析:教学内容分析:
“追寻守恒量能量”是人教版实验教科书《物理》(必修2)第七章“机械能守恒定律”中的第1节,与旧教材相比,本节注重知识的形成过程、研究方法,重视视学生的体验,所以课堂上我采用了“探究与体验式”教学模式。本节课主要是观念性教育的内容,它是后面几节课中涉及动能、势能、机械能等概念的基础,因此在整个高中物理知识体系中,本节是一个新的开端,具有引领作用。另外从认识论的角度,主要是使学生领会寻找守恒量是科学研究的重要思想和方法,也是物理学家们的不懈追求。
进行再一次反馈,以检查学习过程中的漏洞。
为了追寻守恒量,首先应使学生认识守恒,知道守恒量的特点和研究守恒量的方法。在教学的过程中,不是直接告诉学生追寻守恒量的方法,而是通过“天平实验”让大家归纳守恒的特点,并进一步探索寻找守恒量的方法,为后面猜想伽利略理想斜面实验中的守恒量打下基础。让学生感受到生活中处处有科学思想,而且科学和生活密不可分。这样的教学设计和安排充分显示了物理学及其研究方法之美。
高一物理人教版必修2课件:7.1 追寻守恒量——能量 1
¡ 1、关于功和能,下列说法正确的是
¡
(C )
¡ A.功就是能,功可以转化为能
¡ B.做功越多,物体的能越大
¡ C.能量转化中,做的功越多,能量转
化越大
¡ D.功是物体能量的量度
¡ 2、做功的过程是_能__量__转_化___的过程,功是 _能_量__转__化___的量度.
3、行驶的汽车在刹车的过程中,克服 动 力做 功,汽车的 阻 能减少.
人教版必修2
第七章 机械能守恒定律
第一节 追寻守恒量—能量
伽利略理想斜面实验显现了能量的概念
¡ 小球为什么记得自己原来下落的 高度呢?
¡ 在小球向下和向上滚动过程中,
有一个量是守恒的,这个量就叫做 能量或能
¡ 物体由于被举高而具有的能叫重力势能 ¡ 物体由于发生形变而具有的能叫弹性势能 ¡ 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量
¡ ¡ ¡
(化(械(能动(千空你植3为7能8,能)))2及气用物水转以)。人 核 核空阻力 的的 化 及秋体能能气力蹬光机为通千内转转的等自合械电过的的化化内做行作能能克动化为为能功车用。。服能学内内。)上水和能能能(一z的重转,,过个阻力化内内程斜力势为能能中坡转能自转转重。化最行化化力为后车 为 为和内都的机核空能转动械潜气。化能能艇阻为和,的力秋重机动 力做用势功太能)阳。能电池做动力的电动汽车在赛车场上奔
叫做势能
¡ 物体由于运动而具有的能量叫做 动能
¡ 在加利略理想斜面实验中,小球最初由 于被举高而具有重力势能;小球滚下斜 面A,重力势能转化为动能;小球滚上 斜面B,动能又逐渐转化为重力势能。 但是总的能量并没有减少或增加
一、能的概念
1.能量的概念:
很难给能的概念下一个简单的一般定义, 荷兰物理学家H·A·克拉默说过:“在物理科 学中,最重要和最富有的成果的是那些不 可能给予确切意义的概念.” 自然界中具有能量物体的实例:流动 的河水、运动的汽车、下落的重物、压缩 的弹簧、燃烧的焰火、高压气体…….
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有一个事实,如果你愿意,也可以说是一 条定律,支配着至今所知的一切自然现 象…… 这条定律称做能量守恒定律。它指出:有 某一个量,我们把它称为能量,在自然界 经历的多种多样的变化中它不变化。那是 一个最抽象的概念……
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伽利略的实验
无论斜面B比斜面A陡些或缓些, 小球的速度最后总会在斜面上的某 点变为0 小球在斜面B上速度变为0的点距 斜面底端的竖直高度与它出发时的 高度相同 小球好像“记得”自己起始的高度,或与高度相关的某个量
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问题与练习
举出生活中的一个例子,说明不同形式的能量之间可以相互转化。你的例子 是否向我们提示,转化过程中能的总量保持不变 小孩荡秋千 从最高点到最低点的过程,重力势能转化为动能 从最低点到最高点的过程,动能转化为重力势能
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费曼
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能量及其守恒
能量的概念 我们能够在牛顿之前,力学领域发现它的萌芽 伽利略的实验已经显现出能量和守恒的思想
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物理必修ⅱ人教新课标7.1追寻守恒量教案
第一节 追寻守恒量 第二节 功
学习目标
课标要求:
1. 能独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换关系
2. 理解功的决定因素,会用W =FL cos θ计算功
3. 知道功是标量,理解正功、负功的物理意义
重点: 1. 功的计算公式。
2. 正功、负功的判断及物理意义
难点:正功、负功的判断
M的足够长的木板 A( 如图 ) ,木板上放一质量为 m
的物体 B,A、 B 之间动摩擦因数为 μ. 今在物体 B上加一水平恒力 F, B 和 A发生相对滑动, 经过时间 t ,求:
(1) 摩擦力对 A所做的功;
(2) 摩擦力对 B所做的功;
(3) 若长木板 A固定, B对 A 的摩擦力对 A 做的功.
X 2L cos 2
力F与位移的夹角为
2
F
F x
L
2
m
L
因而力F所做的功为:
W FX cos FL (1 cos ) 2
方法二:物体受到两个拉力F的作用,其中一个力水平,
另一个斜向右上方。因而力F
所做的功为: W FL FL cos FL (1 cos )
2、摩擦力做功 例题。在光滑的水平地面上有质量为
从此刻开始,在滑块运动方向上再施加一水平作用力
F,力 F 和滑
块的速度 v 随时间 t 的变化规律分别如
图所示.设在第 1 秒内、第 2 秒内、第
3 秒内力 F 对滑块做的功分别为 W1、 W2、
W3,则以下关系正确的是 (
)
A. W1= W2=W3
B. W1< W2<W3
C. W1< W3<W2
D. W1= W2<W3
()
7.1追寻守恒量 能量 —人教版高中物理必修二课件
三、势能、动能及其相互转化
小球的 动能 和 重力势能 可相互转化,势能和动能的总量保持 不变 。
试分析下列事例中能量转化的情况:
解题指导:本题主要突出动能和势能可以相互转化,体现转化过程中的守 恒问题。
解析:对过山车来说,从最高处向最低处运动时,高度在减小,势能在减少,同时其速 度在增大,动能在增加;对下落的果实来讲,其能量转化情况与过山车的情景相似;对 斜抛物体来说,斜向上运动阶段,高度增大,速度减小,动能转化为势能;斜向下运动 阶段,高度减小,速度增大,势能又转化为动能。
二、能量
2.势能:(1)由物体间的__相__互__作___用__力__和物体间的__相__对__位___置___决定的能量叫 做势能。如:重力势能,弹性势能,分子势能,电势能等。 (2)势能是能量的一种具体形式,是__标___量___。 3.动能:(1)物体由于__运___动___而具有的能量叫动能。 (2)动能与物体的质量和__速__度____有着密切的联系。 (3)和物体运动过程中某一状态相对应,是__标___量___,并且总为正值。 (4)一切__运___动___物体都具有动能,大到天体小到微观粒子。
解答:①伽利略斜面实验表明,小球在运动过程中,“有某一量是守恒的”,这个量叫作能量。
一、对伽利略的斜面实验的认识
②分析小球下降和上升过程中的能量转化,领会动能、势能的概念。
解答:②相互作用的物体凭借其位置而具有的能,叫作势能。物体由于运动而具有的能,叫 作动能。小球在下降过程中,势能在减少,但动能在增加。沿斜面B向上滚时,动能在减少, 而势能在增加。在这些变化过程中,能量只是在转化来转化去,但并未丢失。ຫໍສະໝຸດ 一、对伽利略的斜面实验的认识
1.在研究运动和力的关系时,伽利略曾用“理想斜面实验”说明小球在不受 摩擦力等阻力的理想条件下,小球将在水平面上永远运动下去,他的依据是什 么?
高中物理必修二7.1 追寻守恒量 课件 (共12张PPT)
结论
伽利略斜面实验表明: 小球在运动过程中,“有某一量是
守恒的”,这个量叫能量。 相互作用的物体凭借其位置而具有
的能量叫做势能。 物体由于运动而具有的能量叫做
动能。
请用动能和
势能的概念来描 述伽利略的斜面 实验
伽利略理想实验
A
等高
分析各个过程运动和力的关系
1、下滑过程小球所受合力方向与运 动方向一致,小球做加速运动,直 到斜面底端,速度达到最大
2、上滑过程小球所受合力方向与运 动方向相反,小球做减速运动,直 到速度为零
现在我们将刚才的物理过程抽象化
1、小球由加速过程过渡到减速过程, 恢复到原来的高度
2、加速过程与减速过程中与高度有关 的一个物理量在变化的同时,一个与 速度有关的物理量也在变化
以竖直上抛的小球为 例说明小球的势能和动能 的转化情况。在这个例子 中是否存在着能的总量保 持不变?
例题1:滑雪运动员沿光滑斜面下滑,在 下滑过程中,动能、势能如何变化?能 量守恒吗?
• 解析: • 运动员沿光滑斜面下滑,速度变大,
高度降低,故其动能越来越大,势能 越来越小。
由于斜面光滑,没有其他能量生成,因 此机械能守恒。
6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/222021/11/222021/11/2211/22/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去,他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生,而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/222021/11/22November 22, 2021
高中物理必修二课件-7.1追寻守恒量——能量11-人教版
观 察
小球“记得” 原来的高度
分组实验: 追寻守恒量
物体由于运动而具有的能量—动能
被举高的物体具有的能量—重力势能
物体由于发生形变而具有的能量—弹性势能
物体由于运动而具有的能量叫做动 能
相互作用的物体凭借其位置而具有 的能量叫做势能 物体由于被举高而具有的能叫重力 势能 物体由于发生形变而具有的能叫弹 性势能 动能和势能的总和称之为机械能
谢谢
1.追寻守恒量——能量
《
庄
朝子
三 暮 四
齐 物 论
》
爱迪生测灯泡的体积 有一次,爱迪生把一只灯泡(还没有制成成品)交给他
的助手阿普顿,让他计算出这只灯泡的体积是多少。阿普 顿是普林斯顿大学数学系的毕业生,又去德国深造了一年, 数学程度相当不错,他拿着这只梨形的灯泡,打量了好半 天,又特地找来皮尺,上下量了尺寸,画了剖视图、立体 图,还列了一道又一道的算式。一个小时过去了,爱迪生 着急了,走近一看,在阿普顿面前,好几张白纸上写满了 密密麻麻的算式。爱迪生只是将灯泡里放满了水,然后测 出了水的体积……
分组讨论:
能量转化过程及守恒
共5个
选择一个学过的运动 过程,讨论动能和势 能的相互转化。你举 出的例子是否向我们 提示,转化过程中能 的总量保持不变?
化学能 化学能
势能 势能
核能 动能
热能 电能
风能 太阳能
诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说: 有一个事实,如果你愿意也可以说
是一条定律,支配着至今所知的一切现 象……这条定律就是能量守恒定律,它 指出有某个量,我们把它称为能量,在 自然界经历的多种多样的变化中它不变 化,那是一个最抽象的概念……
然而正是这个最抽象的概念,却是
高中物理必修二教案-7.1追寻守恒量——能量6-人教版
7.1 追寻守恒量教学设计教材的地位和作用能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。
能量概念之所以重要,就是因为它是一个守恒量。
守恒关系是自然中十分重要的关系,从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的。
本节从追寻守恒量出发引入能量概念,为能量学习奠定了基础并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。
学习的主要任务“追寻守恒量”一节,主要是使学生了解守恒思想的重要性。
“机械能守恒”这个词学生并不陌生,但是让学生说出自己对它的认识又不是一件容易的事。
在物理学的发展过程中,能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的,能量的概念之所以重要,就是因为它是个守恒量。
守恒关系是自然界中十分重要的一类关系,通过本节的学习加强对守恒关系的认识,重要是物理学的思想和方法的学习。
新课标要求(一)知识与技能(1)理解能量及动能、势能的概念与意义;(2)了解守恒思想的重要性,守恒关系是自然界中十分重要的关系;(3)通过具体的事例使学生对守恒观念有初步的认识。
(二)过程与方法(1)重温一次伽利略的斜面实验,启发大家对守恒思想的认识;(2)利用自制教具(单摆)的演示和分组实验(弹簧振子、滚摆、完全弹性碰撞小球),帮助同学们建立能量守恒的观念。
(三)情感、态度与价值观通过动能、势能间的相互转化来研究生活中的物体的运动,培养热爱生活的情趣。
教学重点理解动能、势能的含义。
教学难点在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。
教学方法教师启发、引导,学生自主实验、思考,讨论、交流学习成果。
教学工具计算机、投影仪、CAI课件、录像片、实验仪器。
教学过程(一)引入新课教师活动:列举生活中守恒量的例子,让学生初步体会守恒思想在人类生活中的重要性。
学生活动:积极思考,列举实例。
学生代表发言,其他同学补充。
教师活动:总结点评学生的发言情况,引出课题。
(二)进行新课1、对能量概念的学习教师活动:演示单摆运动,让学生探讨小球的高度变化。
高中物理必修二课件-7.1追寻守恒量——能量2-人教版
能量守恒和转化定律的发现 是19世纪自然科学的三大发
现之一
能量守恒定律至今仍然是力 学乃至整个自然科学的重要 定律。不过它仍然会发展。
谢谢
第1节 追寻守恒量—能量
追寻守恒量有必要吗??
物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这 样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量 的不变性,所以对于守恒量的寻求不仅是合理的 ,而且也是极为重要的研究方向。
--------诺贝尔物理学奖获得者 劳 厄 物理学规律、甚至是普遍的自然规律,在结 构上通常有两种最基本的形式,第一、形如 “X=Y”而揭示因果关系的规律;第二、形如 “X=X”而表现守恒特征的规律.
中有不变量
寻找守恒量的方法: 找出减少量和增加量, 并探究它们之间的关系
追寻守恒量的示范性案例
?H2 +2OH22 =+O?H2 =2 O2H2 O
OO
“记得”自己的初始位置
O
O
伽
“记得”并不是
物理学的语言,
物理学家把这一
事实说成是:某 个量是守恒的。
猜
想
什 么
hA
量
是
守 伽利略理想斜
恒 面实验(斜面
——诺贝尔物理学奖获得者费恩曼
小结 追寻守恒量——能量
例题1:滑雪运动员沿光滑斜面下滑,在下滑 过程中,动能、势能如何变化?能量守恒吗?
解析: 运动员沿光滑斜面下滑,速度变大,高度 降低,故其动能越来越大,势能越来越小。
由于斜面光滑,没有其他能量生成,因 此机械能守恒。
请注意:能量总是守恒的,但动能与势 能的和不一定守恒,在存在摩擦力的情 况下,机械能(动能与势能的和)不守
()
①小球在斜面A上运动时,小球离地面B的高度减小,速度增
(人教版)物理必修二练习:7.1追寻守恒量——能量(含答案)
物理·必修2(人教版)第七章机械能守恒定律第一节追寻守恒量——能量1.行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下来;流星在夜空中坠落,并发出明亮的光焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流.上述不同现象中所包含的相同物理过程是( )A.物体的动能转化为其他形式的能量B.物体的势能转化为其他形式的能量C.其他形式的能量转化为物体的动能D.不同形式能量可以相互转化答案:D2.下列物体具有动能的有( )A.运动的空气B.被压缩的弹簧C.发射架上的导弹D.弓上的箭答案:A3.在伽利略的斜面实验中,如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略不计,则下列说法正确的是( )A.动能和势能之和仍守恒B.动能和势能之和将增大C.动能和势能之和将逐渐减小,但总的能量还是守恒的D.以上说法均不对答案:C二、双项选择题4.下列关于物体分别具有什么形式能的说法正确的是( )A.奔驰的骏马具有动能B.停在空中的直升飞机的机身具有动能C.被压缩的弹簧具有动能D.运行中的人造卫星既具有势能,又具有动能答案:AD5.关于能量概念的说法正确的是( )A.能量的概念是牛顿首先提出的一个力学概念B.能量的概念是伽利略首先提出的一个力学概念C.人类从伽利略斜面理想实验得到启发,认识到引入能量概念的重要性D.能量是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的一个重要概念答案:CD6.如图所示光滑地面上,弹簧一端固定在竖直墙上,另一端连着一个小球,用力压缩弹簧释放后,试分析能量转化关系.解析:弹簧被压缩,将其他形式的能量转化为弹簧的弹性势能.释放后弹簧的弹性势能又转化为小球的动能,当恢复到原长时弹性势能为零,动能最大;之后弹簧伸长弹性势能增大,小球动能减小,动能转化为弹簧的弹性势能.。
物理:7.1《追寻守恒量》优秀教案(新人教版必修2)
机械能守恒定律本章设计在具备了运用牛顿运动定律和运动学知识来解决力学问题的基础上,物理问题的研究开始由力的观点向能的观点发展和深化引入功和能(动能、势能)等重要物理量和动能定理、机械能守恒定律等重要规律.在应用时,不仅省略了对物理过程的分析和运算,而且从更高的角度驾驭物理情景,为我们解决力学问题开辟了新的途径.守恒关系是自然界中十分重要的关系,通过“追寻守恒量”的学习,加强学生对守恒关系的认识,并把这种思想渗透在能量学习的全过程.在教学中,通过“功和能”的学习,培养学生的科学思路和研究方法,强化学生的逻辑思维能力.在探究弹性势能的实验中,启迪学生通过自主探索,变未知为已知.鼓励学生调查自己周围常见的各种机械,了解其功率,探讨功率的影响因素,加深对功率这一常见概念的认识、理解.本章的重点是正确理解功和能的概念和掌握功能关系.因此,逐步加深理解功和能的概念以及功能关系是学习本章的基本线索.本章的难点是变力的功,以及动能定理和机械能守恒定律的正确应用.在学习功的概念时,要注意区分物体的位移和力的方向上的位移.学习动能定理和机械能守恒定律时,要抓住功能关系这一主线,从中体会功与能的转化与转移.全章共10节,建议用12课时.各节课时建议安排如下:1 追寻守恒量整体设计功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径,同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据.但是学生在能量概念的建立上没有概念基础,所以教材在第一节设立追寻守恒量,旨在让学生对能量能够有清晰的认识.教材从著名物理学家的理论出发,展示伽利略的斜面实验,逐步引导能量的概念建立.继而利用生活中的实例,给出势能和动能的概念.教材具体说明了引入能量概念的必要性.在实际教学中,逐步渗透物理学家研究待认识问题的方法:设法找出所研究现象是否存在物理量守恒的情况,一旦发现某种物理量守恒,就首先用以整理过去的经验和知识并总结成定律,然后在新的现象或事例中对总结出的守恒定律进行检验,如果定律得以证实就可以借助它解决问题,甚至作出新的预见,追寻和研究守恒量是物理学的一种重要研究方法.守恒关系是自然界中十分重要的关系,通过本节课的学习,加强学生对守恒关系的认识,并把这种物理思想渗透在能量学习的过程中.教学重点理解动能、势能的含义,体会能量转化、守恒的普遍存在性.教学难点培养创新能力,使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后,能意识到存在的巨大使用前景.课时安排1课时三维目标知识与技能1.理解动能、势能及能量的概念与意义.2.能独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系.3.能列举不同形式的能量可以相互转化并守恒的实例.过程与方法1.体会伽利略分析问题的精妙,学习分析事物本质的方法.2.在列举事例过程中体会费恩曼所说话的深刻内涵,体会转化与守恒的普遍性.情感态度与价值观1.通过动能、势能间的相互转化来研究生活中的物体的运动,培养热爱生活的情趣.2.通过“追寻守恒量”,使学生了解守恒思想的重要性,初步树立能量转化与守恒的观点,学会从物理现象中探求事物本质的科学态度和研究方法.3.通过学习,要善于把实际问题理想化.课前准备多媒体课件、学案、滚摆、单摆.教学过程导入新课实验导入如图所示,一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动.记住它向右能够达到的最大高度.然后用一把直尺在P点挡住摆线,看一看这种情况下小球所能达到的高度.这个实验现象说明了什么?它是否说明在小球摆动的过程中某种“东西”是不变的?这种“东西”会是什么?通过本节课的学习,同学们就能理解这一实验现象了.故事导入新华社2000年12月31日和中央电视台2001年元月6日先后报道:在20世纪的最后几分钟里,一项新的多米诺骨牌吉尼斯世界纪录,在北京颐和园体育健康城综合馆和网球馆诞生了.中国、日本和韩国的62名青年学生成功地推倒了340多万张骨牌,一举打破了此前由荷兰人保持的297万张的世界纪录.从电视画面可看出,骨牌瞬间依次倒下的场面蔚为壮观,其间显示的图案丰富多彩,令人惊叹.其中蕴含着一定的科学道理,这就是“多米诺骨牌效应”.该效应产生的能量是十分巨大的.这种效应的物理道理是:骨牌竖着时,重心较高,倒下时重心下降,倒下过程中,将其重力势能转化为动能,它倒在第二张牌上,这个动能的一部分就转移到第二张牌上,第二张牌将第一张牌转移来的动能和自己倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和,再传到第三张牌上……所以每张牌倒下的时候,虽然有部分能量损失,但具有的动能都比前一块牌大,因此它们的速度一个比一个快,也就是说,它们依次推倒的能量一个比一个大.你可以设想一下,如果牌的个数足够多,那么最后一个牌的速度将是怎样的大!场面又是何等的壮观!故事中应用到了动能、势能及其转化.今天,我们就来学习追寻守恒量这节课,学习问题中展示的能量问题,探索其中的奥秘.问题导入“挽弓当挽强,用箭当用长;射人先射马,擒贼先擒王.”这是一首杜甫的诗.跳高运动员总是要充分地助跑才能取得好的成绩.请同学们思考下面的问题:(1)为什么强弓就射得远?跳高运动员是以高度来计成绩的,而他们为什么要提高自己的速度呢?难道速度和高度之间有什么联系吗?(2)这体现了一种什么过程?推进新课一、伽利略斜面实验牛顿是经典力学的奠基人,他提出了三个定律和万有引力定律,但是他没有研究过能量(至少没有深入研究),所以当时人类对自然的认识还很有局限.但在伽利略的实验中,已经有了“能量”的影子.能量概念的形成和发展,始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相连的.能量守恒定律的发现告诉我们,尽管物质世界千变万化,但这种变化不是没有规律的,基本的规律就是守恒定律.这一节课我们从一个较高的角度去认识这个问题.教师指导:让一位学生朗读教材开头费恩曼的话,让学生体会能量守恒定律的重要性.活动探究课件展示1:大屏幕投影展示伽利略理想实验的flash模拟动画.问题:1.当小球沿斜面从高处由静止滚下时,小球的高度不断减小,而速度不断增大,说明了什么?2.当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚时,小球的位置不断升高,而速度不断减小,说明了什么问题?学生观察交流、讨论并总结:明确:1.说明小球凭借其位置而具有的物理量不断减少,而由于运动而具有的物理量不断增大.2.说明小球凭借位置而具有的物理量不断增加,而由于运动而具有的物理量逐渐减少.课件展示2:利用动画模拟实验,将斜面调整,引导学生观察小球的运动情况.指导学生自己组织语言,描述看到的物理现象.学生通过阅读并观察、讨论、总结:让小球沿一个斜面从静止开始滚下,小球将滚上另一斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,但这时他要滚得远些.若继续减小后一斜面的倾角,小球达到同一高度,但滚得更远些.教师设疑:若将后一斜面放平,小球的运动情况将是怎样?引导学生讨论、交流,大胆猜想.参考结论:小球好像“记得”自己的起始高度,但又永远达不到原来的高度,所以将永远滚动下去.点评:教师通过动画展示,让学生感受到“有某一量是守恒的”.教师逐步引导,让学生体会“守恒量”的追寻过程,进一步激发学生的探究意识和学习的欲望.二、物体的动能和势能实验演示:演示滚摆实验和单摆实验,进一步强化,如果没有摩擦和介质阻力,物体好像“记得”自己初始的高度,即某一量是守恒的.引导学生根据以上示例,举出生活中其他关于此种现象的事例.公园里的秋千,游乐园里的海盗船,乒乓球自高处落到水泥地面上后的运动,在没有摩擦和空气阻力的情况下,都能达到一定的高度.这说明,将实际生活中的问题理想化后,确实存在着某一物理量是不变的.通过学生列举实例,让学生体会生活中的普遍规律.教师点评:在物理学中,我们把以上这一事实说成是“有某一量是守恒的”,并把这个量叫做能量或能.通过阅读体会,给出动能与势能的概念,体会动能与势能转化并守恒的普遍存在.教师引导学生认识,伽利略的发现今天看来就是我们学习过的能量转化与守恒的思想.其中与高度有关的量,我们称为势能;与速度有关的量我们称为动能.课件展示实例,指导学生分析物体动能和势能之间的转化情况.滚摆1.视频展示:秋千与海盗船.2.视频展示:滚摆与落下的乒乓球.学生详细分析:讨论总结并由代表发言.阶段小结:1.能量:“有某一量是守恒的”,这个量叫做能量或能.2.势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能.3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.视野拓展2004年12月26日,国际标准时间00:58:50,一股压抑许久的“怒气”从印度洋深处狂躁地迸发而出,里氏9.0级(美国地震局测定)地震劈开周围的海水,形成一道道相距百十公里的弧形水幕,以每小时800公里的起始速度排山倒海般向四周袭去……巨浪呼啸,以摧枯拉朽之势,越过海岸线,越过田野,迅猛地袭击着岸边的城市和村庄,瞬时人们都消失在巨浪之中.港口所有设施、被震塌的建筑物,在狂涛的洗劫下,被席卷一空.事后,海滩上一片狼藉,到处是残木破板和人畜尸体.地震海啸给人类带来的灾难是十分巨大的……试查阅有关资料,谈一谈此次海啸中存在哪些能量.例以竖直上抛的小球为例说明小球的势能和动能的转化情况.在这个例子中是否存在着能的总量保持不变?参考解析:竖直上抛运动的小球,首先由动能转化为势能,达到最高点时,动能为零,势能达到最大;在下落时,势能逐渐减小,动能逐渐增大,势能又转化为动能.在小球运动过程中,小球的机械能总量保持不变.点评:本实例探究可以应用受力情况来作分析,亦可根据实际运动情况总结,紧紧抓住高度影响势能,速度影响动能这一关键进行分析.课堂训练如图所示,一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动,图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置,其中a、c等高.在小球摆动的整个过程中,动能最大时是在_______点,在_________点势能最大;如果没有空气阻力的影响,小球在a点的动能________(填“大于”“等于”或“小于”)在c点的动能.解析:在小球来回摆动时,动能与势能不停地相互转化但总量不变.在a、c两点时位置最高,势能最大,速度为零,动能为零.在b点时位置最低,势能最小,速度最大,动能最大.答案:b a、c 等于方法总结:在某一过程中,若仅涉及动能和势能的转化,若能判断出其中一种能量正在减小或增大,则另一种能量一定正做相反变化,且一种能量为零时,另一种能量达到最大值.课堂小结1.物体由于位置高度而具有的能量叫做重力势能.对于同一水平面而言,物体被举得越高、质量越大,物体具有的重力势能就越大.2.物体由于运动而具有的能量叫做动能.动能是由物体的质量和速度共同决定的,物体运动的速度越大、质量越大,它的动能就越大.3.动能和势能统称为机械能.动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能.在只有重力做功时,动能和势能的相互转化过程中,总的机械能不变.布置作业1.通过各种途径查找资料,了解人类对能量的研究过程.2.在其他自然学科中列举出几个能量转化与守恒的实例;转化与守恒的思想(不仅仅是能量)在生产生活中的实例.(例如水资源)板书设计1 追寻守恒量一、伽利略斜面实验二、物体的动能和势能1.势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量2.动能:物体由于运动而具有的能量三、追寻守恒量的意义活动与探究课题:能量的应用.内容:古代战争中常用滚木和檑石作为武器来阻止敌人的进攻,你能利用所学的知识说明其中的科学道理吗?这种战术适用于哪种情况?怎样才能使杀伤力更大?为什么?方法:利用动能与势能的转化思想.参考答案:滚木和檑石的重力势能转化为动能,利用其动能来杀伤敌人;这种战术适用于居高防守;提高其高度、增大其质量才能有更大的杀伤力.习题详解解答:做自由落体运动的物体在下落过程中,势能不断减小,动能不断增加,在转化的过程中,动能和势能的总和不变.设计点评学生是知识的主动建构者,学生对所研究问题的热情程度及在探究过程中所表现出来的精神状态和情绪,直接影响教学的效果.本设计利用学生生活中常见的秋千、海盗船,由静止下落的乒乓球引入新课,用伽利略理想斜面实验,引发学生的思维能力,使学生产生求知的兴趣与热情.通过感悟斜面实验的科学现象,重走追寻守恒量的科学之路,完成教学目标的情感态度这一难度要求.继而通过滚摆、单摆的视频资源调动探求动能与势能转化的关系,体会能量的守恒思想.。
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