7.1追寻守恒量
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《追寻守恒量》导学案
【学习目标】
(1)理解动能、势能及能量的概念与意义。
(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。a
(3)通过具体的事例使同学们对守恒观念有初步的认识.
【重点】理解动能、势能,体会能量转化和守恒的普遍性
【难点】创新思维的培养
【自主导学】
何谓守恒?
1•寻找规律的基本步骤
(1)观察和实验
观察自然现象和实验现象是物理学研究的基本方法,伽利略通过对小球运动现象的观察和
分析(如图),得到牛顿第一定律的基本内容:如果斜面是光滑的,小球将一直沿水平直线
运动下去。”同时得到:无论斜面B比斜面A陡些或缓些,小球总会在斜面上的某点停下来,这点距斜面低端的竖直高度与它出发时的高度相同”的观察结论。
(2)推理和概括
通过对观察结论的分析和概括,抓住主要矛盾,忽略次要因素或干扰因素,抽象出物理的
本质(规律性的东西),完成由感性向理性的上升。如图所示实验,如果忽略摩擦力这个干扰因素,可推断出此过程中隐含这某种守恒量,此守恒量就是初中物理中接触过的机械能(即动
能和势能的总和)。
2•关于能量”的概念
能量是一个抽象的物理概念,是物理学中研究问题的工具”书本并没有对能量下严格的定义,而是将记得”说成是一个守恒量,这个守恒量叫做能量。其原因是在本节教材中无法对能量下严格的定义,因此在此不要去追求能量的严格定义,随着学习的深入会逐步得到准确的
定义,但应该看到物理学中的守恒量有着十分重要的功能。
3.势能
(1)物体凭借其___________ 而具有的能量叫做势能(Poctential energy )
(2)正确理解势能的概念,必须理解位置的概念,物体(看作质点)所处的位置是一个空间点,
在一维空间(数轴)上用(x)表示,在二维空间(平面直角坐标系)中用(x、y)表示;在
三维空间中用(x、y、z)表示。本处不讨论势能的大小到底由哪些因素决定,仅要求知道势能与位置有关,当位置改变时,势能也随之改变。
(3)势能和动能可以相互转化,在这种转化时,势能减少的同时,___________ 在增加,势能增
加的同时,___________ 在减少。
4.动能
(1)_________________ 物体由于而具有的能量叫做动能(Kinetic energy )。
(2)正确理解动能的概念,必须理解运动的相对性,即前面学过的参考系问题,由于牛顿力学
仅适用于_________ 参考系,因此本处运动的参考系也是指____________________ ,没有特殊说明,一般
指地面参考系。本处不讨论动能到底由什么因素决定,但要知道当物体的速度大小发生变化时,
物体的动能也将发生变化。
(3)动能可以和势能发生转化,在这种转化过程中,动能减少同时, ___________ 在增加,动能
增加的同时,____________ 在减少•
【问题思考】
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?
【范例精析】
例题:如图所示,河道中的水在稳恒地流淌(各处的水流速度不随时间改变),设截面
的面积为S i,流速与截面垂直,速度为V i;截面A2B2的面积为S2,速度为V2,通过观察和
分析,本题中位于A1B1A2B2区域中的水的体积是否为一个守恒量?若是的话,你可以推断出
S i、S2、V i、V2满足什么规律?
解析由于水不可压缩,单位时间内流入A1B1的水的体积应等于流出A2B2面的体积,因此
位于A1B1A2B2区域中的水的体积是一个守恒量。
考察很短的时间A t,流入A I B I的水的体积为A V i=S i V i A t,流出A2B2面的的水的体积A V2=S2V2A t,所以S i V i= S2V2,截面积越小的地方,水的流速越大。
拓展截面积和流速的乘积称为流量(单位时间内流过截面的液体的体积,单位为m3/s),
通常用Q表示,即Q=SV。如果各处的流量不等,则水位就升高或降低,为非稳恒流动。
【夯实基础】
1.下列关于能量的说法中正确的是()
A.能量的概念是牛顿最早提出来的
B.伽利略的斜面理想实验体现出能量是守恒的
C.能量有不同的表现形式,并可以相互转化,但总量不变
D.以上说法均不正确
2.下列现象中,物体动能转化为势能的是()
A. 秋千在最高处荡向最低
B. 张开的弓把箭射出去
C .骑自行车匀速驶向斜坡 D. 正在上升的礼花弹
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
量称为动能,那么,伽利略的斜面实验可以给我们一个启示,下列关于真个启示正确的是()
①小球在斜面上运动时,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变而来的
④小球在斜面上运动时,小球离地面的高度增加,速度减小,小球的势能是由动能转变而来的
A. ①②
B.③④
C.①③
D. ②④