《追尋守恒量-能量》導(dǎo)學(xué)案

1、PAGE6高中物理追尋守恒量導(dǎo)學(xué)案高一年級物理學(xué)科“問題導(dǎo)學(xué)案”【課題】：追尋守恒量【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解動能、勢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)們對守恒觀念有初步的認(rèn)識【重點(diǎn)】理解動能、勢能，體會能量轉(zhuǎn)化和守恒的普遍性【難點(diǎn)】創(chuàng)新思維的培養(yǎng)【自主導(dǎo)學(xué)】何謂守恒1尋找規(guī)律的基本步驟1觀察和實(shí)驗觀察自然現(xiàn)象和實(shí)驗現(xiàn)象是物理學(xué)研究的基本方法，伽利略通過對小球運(yùn)動現(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)動下去。”同時得到：“無論斜面B比斜面A陡些或緩些，小球總會在斜面上的某點(diǎn)停下

2、來，這點(diǎn)距斜面低端的豎直高度與它出發(fā)時的高度相同”的觀察結(jié)論。2推理和概括通過對觀察結(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，如果忽略摩擦力這個干擾因素，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（即動能和勢能的總和）。2關(guān)于“能量”的概念能量是一個抽象的物理概念，是物理學(xué)中研究問題的“工具”，書本并沒有對能量下嚴(yán)格的定義，而是將“記得”說成是一個守恒量，這個守恒量叫做能量。其原因是在本節(jié)教材中無法對能量下嚴(yán)格的定義，因此在此不要去追求能量的嚴(yán)格定義，隨著學(xué)習(xí)的深入會逐步得到準(zhǔn)確的

3、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勢能1物體憑借其_而具有的能量叫做勢能（Poctentialenergy）2正確理解勢能的概念，必須理解位置的概念，物體（看作質(zhì)點(diǎn)）所處的位置是一個空間點(diǎn)，在一維空間（數(shù)軸）上用（）表示，在二維空間（平面直角坐標(biāo)系）中用（、y）表示；在三維空間中用（、y、）表示。本處不討論勢能的大小到底由哪些因素決定，僅要求知道勢能與位置有關(guān)，當(dāng)位置改變時，勢能也隨之改變。3勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，在這種轉(zhuǎn)化時，勢能減少的同時，_在增加，勢能增加的同時，_在減少。4動能1物體由于_而具有的能量叫做動能（Kineticenergy）。2正確理解動能的概念，必

4、須理解運(yùn)動的相對性，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，物體的動能也將發(fā)生變化。3動能可以和勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化，在這種轉(zhuǎn)化過程中，動能減少同時，_在增加，動能增加的同時，_在減少【問題思考】以豎直上拋的小球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【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間改變），設(shè)截面A1B1的面積為S1，流速與截面垂直，速度為V1；截面A2B2的面積為S2，速度為V2，

5、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考察很短的時間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（單位時間內(nèi)流過截面的液體的體積，單位為m3/s），通常用Q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。【夯實(shí)基礎(chǔ)】1下列關(guān)于能量的說法中正確的是

6、（）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，物體動能轉(zhuǎn)化為勢能的是（）張開的弓把箭射出去正在上升的禮花彈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能，把物體由于運(yùn)動而具有的能量稱為動能，那么，伽利略的斜面實(shí)驗可以給我們一個啟示，下列關(guān)于真?zhèn)€啟示正確的是（）小球在斜面上運(yùn)動時，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)動時，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)動時，小球離地面的高度減小，速度增加，小球的動能是由勢能轉(zhuǎn)變而來的小球在斜面上運(yùn)動時，小球離地面的高度增加，速度減小，小球的勢能是由動能轉(zhuǎn)變而來的ABCD【問題思考】解析