高一物理必修二第五章7.1追尋守恒量能量市公開課一等獎省優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎?wù)n件

高一·物理路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索人教版·必修2第1頁萬有引力與航天第七章第2頁第一節(jié)追尋守恒量——能量第七章第3頁學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1課堂情景切入2知識自主梳理3重點(diǎn)難點(diǎn)突破4考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)5課后強(qiáng)化作業(yè)7易錯案例剖析6第4頁學(xué)習(xí)目標(biāo)定位第5頁*知道能量概念*了解動能和勢能概念與意義*了解日常生活中能量轉(zhuǎn)化事例，培養(yǎng)熱愛生活情趣第6頁課堂情景切入第7頁蕩秋千是一個常見娛樂活動。假如空氣阻力和秋千各部分摩擦力能夠忽略，秋千就會不停地?cái)[動下去，這說明秋千在運(yùn)動過程當(dāng)中有一個保持不變“東西”，你認(rèn)為這個“東西”是什么？第8頁知識自主梳理第9頁1.試驗(yàn)現(xiàn)象讓靜止小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個對接斜面，沒有摩擦?xí)r，hA______hB，如圖所表示。2．能量概念建立始、末位置高度相同，小球運(yùn)動中守恒量叫_______。伽利略斜面試驗(yàn)探究＝能量第10頁1.能量(1)一個物體假如具備了__________本事我們就說這個物體含有能量。(2)能量是個狀態(tài)量，是______，和物體某一狀態(tài)對應(yīng)。能量概念對外做功標(biāo)量第11頁2．勢能(1)由物體間____________和物體間__________決定能量叫做勢能。如：重力勢能，彈性勢能，分子勢能，電勢能等。(2)勢能是能量一個詳細(xì)形式，是__________。相互作用力相對位置標(biāo)量第12頁3．動能(1)物體因?yàn)開_______而含有能量叫動能。(2)動能與物體質(zhì)量和________有著親密聯(lián)絡(luò)。(3)和物體運(yùn)動過程中某一狀態(tài)相對應(yīng)，是_______，而且總為正值。(4)一切________物體都含有動能，大到天體小到微觀粒子。運(yùn)動速度標(biāo)量運(yùn)動第13頁重點(diǎn)難點(diǎn)突破第14頁一、對“守恒量”了解1．所謂“守恒”是指數(shù)值保持恒定。對于伽利略斜面試驗(yàn)，我們能夠這么了解，假如空氣阻力和摩擦力小到能夠忽略，小球必將滾到它原來高度，小球好像記得“自己起始高度”，我們把小球“記得”這個“東西”叫做守恒量。2．守恒量是自然界在改變過程中隱藏于現(xiàn)象中一個反應(yīng)其本質(zhì)物理量，也就是說，自然界并不自動地展現(xiàn)其背后本質(zhì)、規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)絡(luò)，所以尋找守恒量必須考究科學(xué)方法。比如，觀察此消彼長物理量、研究其相互關(guān)系、科學(xué)構(gòu)思巧妙試驗(yàn)、準(zhǔn)確地論證、推理和計(jì)算等。第15頁伽利略斜面試驗(yàn)反應(yīng)了一個主要事實(shí)：假如空氣阻力和摩擦力小到能夠忽略，小球必將準(zhǔn)確地終止于同它開始點(diǎn)相同高度點(diǎn)，決不會更高一點(diǎn)，也不會更低一點(diǎn)。這說明，小球在運(yùn)動過程中有一個“東西”是不變，這個“東西”應(yīng)是()A．彈力 B．勢能C．速度 D．能量答案：D第16頁解析：在伽利略斜面試驗(yàn)中，小球從一個斜面滾到另一個斜面，斜面彈力是不一樣，勢能先減小后增大，速度先增大后減小，所以A、B、C錯，不變“東西”應(yīng)是能量，包含動能和勢能，D對。第17頁二、了解動能、勢能含義1．動能說到動能，一定要有運(yùn)動著物體。比如，當(dāng)伽利略釋放小球后，小球開始運(yùn)動，取得速度，運(yùn)動著小球就含有了動能。流動河水(以下列圖甲所表示)，吹來風(fēng)即流動空氣(以下列圖乙所表示)，運(yùn)轉(zhuǎn)天體，繞原子核旋轉(zhuǎn)電子等都含有動能。第18頁第19頁2．勢能它必須有相互作用物體，而且一定與其位置相關(guān)。比如，小球受到地球施于它重力作用，當(dāng)伽利略把小球從桌面提升到斜面上起始點(diǎn)高度時，他就賦予了小球一個形式能量——勢能。當(dāng)我們將彈簧拉伸或者壓縮時，彈簧各部分發(fā)生相互作用，各部分相對位置與彈簧自然伸長時發(fā)生了改變，我們也就賦予了彈簧一定勢能。第20頁三、勢能和動能相互轉(zhuǎn)化從伽利略斜面試驗(yàn)我們能夠看出，勢能和動能能夠相互轉(zhuǎn)化。假如斜面是光滑，且空氣阻力忽略不計(jì)，小球總能夠沿斜面B上升到原來高度。這說明了動能和勢能在相互轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒。第21頁古代戰(zhàn)爭中慣用滾木和檑石作為武器來阻止敵人進(jìn)攻，你能用所學(xué)知識說明其中科學(xué)道理嗎？這種戰(zhàn)術(shù)適合用于哪種情況？怎樣才能使殺傷力更大？為何？第22頁答案：滾木和檑石重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，利用其動能來殺傷敵人；這種戰(zhàn)術(shù)適合用于據(jù)高防守；提升其高度、增大其質(zhì)量才有更大殺傷力。動能越大，作用效果越強(qiáng)。第23頁考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)第24頁尋找守恒量第25頁解析：經(jīng)過試驗(yàn)不難發(fā)覺，在伽利略試驗(yàn)中有空氣阻力情況下，小球滾上B斜面高度減小了，所以與物體上升高度對應(yīng)重力勢能減小了，能量看起來不再守恒。由此引發(fā)兩方面思索：其一，物體系統(tǒng)降低能量哪兒去了，是消失了嗎？其二，假如沒有消失，它轉(zhuǎn)化為哪種形式出現(xiàn)？球降低重力勢能是否等量地以另一個形式出現(xiàn)？若球降低重力勢能以另外形式等量出現(xiàn)，則能量仍是守恒。第26頁聯(lián)絡(luò)所學(xué)過知識和生活中經(jīng)驗(yàn)知道，球在運(yùn)動過程中有摩擦便會產(chǎn)生熱，與物體高度、速率對應(yīng)機(jī)械能有一部分轉(zhuǎn)化為大量分子組成系統(tǒng)熱運(yùn)動。設(shè)計(jì)準(zhǔn)確試驗(yàn)，搜集測量這部分熱能，便能夠驗(yàn)證守恒量存在。第27頁(原創(chuàng)題)6月20日“神舟十號”航天員王亞平在“天宮一號”開展基礎(chǔ)物理試驗(yàn)，為全國青少年進(jìn)行太空講課，她將擺球拉開一定距離后放手，擺球并沒有往返擺動(如圖所表示)，這是為何？此時我們探究守恒量——能量，還存在嗎？第28頁答案：小球處于完全失重狀態(tài)；存在解析：在“天宮一號”中物體處于完全失重狀態(tài)，與重力相關(guān)一切物理現(xiàn)象都消失了，所以小球不會往返擺動。此時小球隨“天宮一號”一起繞地球高速旋轉(zhuǎn)，其動能與勢能之和保持不變，即能量守恒。第29頁能量相互轉(zhuǎn)化第30頁解析：對過山車來說，從最高處向最低處運(yùn)動時，高度在減小，勢能在降低，同時其速度在增大，動能在增加；對下落果實(shí)來講，其能量轉(zhuǎn)化情況與過山車情景相同；對斜拋物體來說，斜向上運(yùn)動階段，高度增大，速度減小，動能轉(zhuǎn)化為勢能；斜向下運(yùn)動階段，高度減小，速度增大，勢能又轉(zhuǎn)化為動能。第31頁答案：a.過山車從高處到低處勢能降低，動能增加，勢能轉(zhuǎn)化為動能；從低處到高處速度減小，高度增大，動能降低，勢能增加，動能轉(zhuǎn)化為勢能。b．下落果實(shí)：果實(shí)勢能轉(zhuǎn)化為動能。c．斜拋物體：斜向上運(yùn)動過程，動能轉(zhuǎn)化為勢能；斜向下運(yùn)動過程，勢能轉(zhuǎn)化為動能。點(diǎn)評：本題主要突出動能和勢能能夠相互轉(zhuǎn)化，表達(dá)轉(zhuǎn)化過程中守恒問題。第32頁下列圖是上?！懊髦榫€”某車站設(shè)計(jì)方案。因?yàn)檎九_建得稍高，電車進(jìn)站時要上坡，出站時要下坡。忽略斜坡摩擦力，你能分析這種設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)嗎？答案：這么設(shè)計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)約電能。第33頁解析：電車進(jìn)站前雖關(guān)閉了電動機(jī)，但仍含有動能，可使電車爬上斜坡，這是將動能轉(zhuǎn)化為勢能儲存。出站時，電車可利用斜坡再將勢能轉(zhuǎn)化成動能?？梢?，這種設(shè)計(jì)方案能夠節(jié)約電能。第34頁易錯案例剖析第35頁易錯點(diǎn)：對“守恒量”認(rèn)識不清造成錯誤案例：假如我們把相互作用物體憑借其位置而含有能量叫做勢能；把物體因?yàn)檫\(yùn)動而含有能量叫做動能，那么，伽利略斜面試驗(yàn)?zāi)軌蚪o我們一個啟示。這個啟示正確是()①小球在斜面A上運(yùn)動時，小球離地面高度減小，速度增加，小球速度是由高度轉(zhuǎn)變而來②小球在斜面B上運(yùn)動時，小球離地面高度增加，速度減小，小球高度是由速度轉(zhuǎn)變而來第36頁③小球在斜面A上運(yùn)動時，小球離地面高度減小，速度增加，小球動能是由勢能轉(zhuǎn)化而來④小球在斜面B上運(yùn)動時，小球離地面高度增加，速度減小，小球勢能是