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文本内容:
2019-2020年高中物理
7.1追寻守恒量——能量导学案新人教版必修2学习目标知识与技能
1、理解动能、势能及能量的概念与意义.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
2、能独立分析伽利略理想余面实验的能量转换和守恒关系
3、了解动能、势能的概念会分析生活中有关机械能转化的问题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领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法
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,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学习重点理解动能、势能的含义,体会能量转化、守恒的普遍存在性学习难点培养创新能力,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预习案
一、能量的概念
1.最先由加利略提出这个概念,他指出有某一个量,我们把它称为能量
2.所有自然现象都涉及能量,人类任何活动都离不开能量流动的江水具有动能;高处水库里的水具有重力势能;现代化的生活离不开能源;现代交通工具离不开燃料燃烧释放的热能;核电站要利用原子核裂变时释放的核能;人的生命需要摄入食物中的;绿色植物的生长需要光能能量无处不在,并且不同形式的能量可以相互转化
二、伽利略的实验
1.实验中伽利略发现一个启发性的事实无论斜面B比斜面A陡些或者缓些,小球的速度最后为零,这点距斜面底端的高度与A相同
2.在物理学中,我们把这一事实说成是“某一量是守恒的”,并且把这个量叫做恒量或守恒量.
3.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;这二者统称为机械能
4.实验中,小球沿斜面A下滑时能量由重力势能转化成动能沿斜面B上滑的时候能量由动能转化成重力势能探究案探究一能量概念的萌芽1.人类认识能量是从自然现象涉及能量开始的,哪些自然现象涉及能量?2.小球从A斜面滚下,再滚上B斜面,守住了高度守恒的是什么?探究二什么是能量
1.势能的概念是如何定义的?动能的概念是如何定义的?
2.小球从A斜面滚下的时候,小球能量转化是什么能转化为什么能?当小球滚上B斜面的时候,小球的能量又是如何转化的?
3.如果不用能量描述,能描述小球从A滚下再滚上B斜面等高吗?能力训练案
1.下列现象中,物体动能转化为势能的是(D)A.秋千在最高处荡向最低处B.张开的弓箭水平射出去箭C.骑自行车匀速驶上斜坡D.正腾空上升的礼花弹
2.伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略,小球必将准确地终止于同它开始点相同的高度,决不会更高一点,也决不会更低一点这说明,小球在运动过程中有一个物理量是不变的,这个物理量应该是(D)A.弹力B.势能C.速度D.能量
3.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,并发出明亮的火焰;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包含的相同物理过程是(A)A.物体的动能转化为其它形式的能量B.物体的势能转化为其它形式的能量C.物体的机械能转化为其它形式的能量D.其它形式的能转化为物体的机械能
4.关于伽利略的理想实验,有下列实验和推论A.减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度B.两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面C.如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度D.继续减小第二个斜面的倾角到零,小球将沿水平面做持续的匀速直线运动在此实验中事实是B;推论是ACD过关检测案
1.诺贝尔物理学奖获得者费恩曼曾说过有一个事实,如果你愿意,也可说一条定律,支配着至今所知的一切现象……这条定律就是(D)A.牛顿第一定律B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律D.能量守恒定律
2.下列说法正确的是(D)
①“力”这个最抽象的概念,是物理学中最重要、意义最深远的概念
②“能量”这个最抽象的概念,是物理学中最重要、意义最深远的概念
③“力”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一
④“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一A.
①③B.
②④C.
①④D.
②③
3.如图所示,电动小车沿斜面从A匀速运动到B,则在运动过程中(A)A.动能减少,势能增加B.动能不变,势能增加C.动能减少,势能不变D.动能不变,势能减少
4.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b点,在ac点势能最大;如果没有空气阻力的影响,小球在a点的动能等于(填“大于”、“等于”或“小于”)在c点的动能.
5.伽利略曾设计如图所示的一个实验,将摆球拉至M点放开,摆球会达到同一水平高度上的N点如果在E或F处钉子,摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点;反过来,如果让摆球从这些点下落,它同样会达到原水平高度上的M点这个实验可以说明,物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时,其末速度的大小A.只与斜面的倾角有关B.只与斜面的长度有关C.只与下滑的高度有关D.只与物体的质量有关答案C解析伽利略的理想西面和摆球实验,斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”起自己的起始高度,实质是动能与势能的转化过程中,总能量不变物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时,高度越高,初始的势能越大转化后的末动能也就越大,速度越大选项C正确6..如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则A.时刻小球动能最大B.时刻小球动能最大C.~这段时间内,小球的动能先增加后减少D.~这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】C【解析】小球在接触弹簧之前做自由落体碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动,当加速度为0,即重力等于弹簧弹力时速度达到最大值,而后往下做加速度不断增大的减速运动,与弹簧接触的整个下降过程,小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能上升过程恰好与下降过程互逆由乙图可知t1时刻开始接触弹簧;t2时刻弹力最大,小球处在最低点,动能最小;t3时刻小球往上运动恰好要离开弹簧;t2-t3这段时间内,小球的先加速后减速,动能先增加后减小,弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能学后反思。