2015年秋高中物理(人教版)必修二课件第7章第1节追寻守恒量能量

成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修2第七章机械守恒定律成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2机械守恒定律第七章第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2第一节追寻守恒量——能量第七章第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2学习目标定位1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5课时作业7易错案例剖析6第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2学习目标定位第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2*知道能量的概念*理解动能和势能的概念与意义*了解日常生活中能量转化的事例，培养热爱生活的情趣第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2课堂情景切入第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2荡秋千是一种常见的娱乐活动。如果空气阻力和秋千各部分的摩擦力可以忽略，秋千就会不停地摆动下去，这说明秋千在运动过程当中有一个保持不变的“东西”，你认为这个“东西”是什么？第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2知识自主梳理第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修21．实验现象让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没有摩擦时，hA______hB，如图所示。2．能量概念的建立始、末位置高度相同，小球运动中守恒的量叫_______。伽利略斜面实验探究＝能量第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修21．能量(1)一个物体如果具备了__________的本领我们就说这个物体具有能量。(2)能量是个状态量，是______，和物体的某一状态对应。2．势能(1)由物体间的____________和物体间的__________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__________。人能量概念文对外做功标量相互作用力相对位置标量第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修23．动能(1)物体由于________而具有的能量叫动能。(2)动能与物体的质量和________有着密切的联系。(3)和物体运动过程中某一状态相对应，是________，并且总为正值。(4)一切_______物体都具有动能，大到天体小到微观粒子。运动速度标量运动第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2重点难点突破第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2一、对“守恒量”的理解1．所谓“守恒”是指数值保持恒定。对于伽利略斜面实验，我们可以这样理解，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将滚到它原来的高度，小球好像记得“自己的起始高度”，我们把小球“记得”的这个“东西”叫做守恒量。2．守恒量是自然界在变化过程中隐藏于现象中的一个反映其本质的物理量，也就是说，自然界并不自动地展现其背后的本质、规律和内在联系，所以寻找守恒量必须讲究科学的方法。例如，观察此消彼长的物理量、研究其相互的关系、科学构思巧妙的实验、精确地论证、推理和计算等。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2如图所示，由细线拴一小钢球悬挂起来组成单摆，把小球从A点释放，观察小球摆动的高度可以发现：在最初的几次摆动中，小球在左、右两侧的摆高基本不变，一段时间后，小球摆高明显降低。试解释这一现象，并指出其中的守恒量。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：由于空气阻力对小球的持续作用，使小球在左、右两侧的摆高逐渐降低，在最初的几次摆动中这一影响不明显，小球的摆高基本不变。因此在最初的几次摆动中可以忽略空气阻力的影响，小球在摆动过程中势能和动能互相转换，随着时间的推移，小球的摆高降低，小球在运动过程中一部分机械能转化成了内能，但总能量依然守恒。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2二、理解动能、势能的含义1．动能说到动能，一定要有运动着的物体。例如，当伽利略释放小球后，小球开始运动，获得速度，运动着的小球就具有了动能。流动的河水(如下图甲所示)，吹来的风即流动的空气(如下图乙所示)，运转的天体，绕原子核旋转的电子等都具有动能。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．势能它必须有相互作用的物体，而且一定与其位置有关。例如，小球受到地球施于它的重力作用，当伽利略把小球从桌面提高到斜面上起始点的高度时，他就赋予了小球一种形式的能量——势能。当我们将弹簧拉伸或者压缩时，弹簧各部分发生相互作用，各部分的相对位置与弹簧自然伸长时发生了变化，我们也就赋予了弹簧一定的势能。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2三、势能和动能的相互转化从伽利略的斜面实验我们可以看出，势能和动能可以相互转化。如果斜面是光滑的，且空气阻力忽略不计，小球总可以沿斜面B上升到原来的高度。这说明了动能和势能在相互转化过程中能量是守恒的。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2根据如图所示的情景，判断图中A、B两台机器，哪台是发电机？哪台是电动机？并描述这一情景中所涉及的能量转化。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2答案：B是发电机，A是电动机。瀑布的水流下来将水的重力势能转化为动能，水流推动水轮机带动发电机B转动发电，是将机械能转化为电能，发电机产生电流流经电动机A时，又将电能转化为动能。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2考点题型设计第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2寻找守恒量在伽利略实验中，如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略，人们要寻找的守恒量还存在吗？第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：通过实验不难发现，在伽利略实验中有空气阻力的情况下，小球滚上B斜面高度减小了，因此与物体上升的高度对应的重力势能减小了，能量看起来不再守恒。由此引发两方面的思考：其一，物体系统减少的能量哪儿去了，是消失了吗？其二，如果没有消失，它转化为哪种形式出现？球减少的重力势能是否等量地以另一种形式出现？若球减少的重力势能以另外的形式等量出现，则能量仍是守恒的。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2联系所学过的知识和生活中的经验知道，球在运动过程中有摩擦便会产生热，与物体的高度、速率对应的机械能有一部分转化为大量分子组成的系统的热运动。设计精确的实验，收集测量这部分热能，便可以验证守恒量的存在。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2(原创题)2013年6月20日“神舟十号”航天员王亚平在“天宫一号”开展基础物理实验，为全国青少年进行太空授课，她将摆球拉开一定距离后放手，摆球并没有来回摆动(如图所示)，这是为什么？此时我们探究的守恒量——能量，还存在吗？答案：小球处于完全失重状态；存在第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：在“天宫一号”中的物体处于完全失重状态，与重力有关的一切物理现象都消失了，所以小球不会来回摆动。此时小球随“天宫一号”一起绕地球高速旋转，其动能与势能之和保持不变，即能量守恒。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2能量的相互转化试分析下列事例中能量转化的情况：第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2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。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2答案：a.过山车从高处到低处势能减少，动能增加，势能转化为动能；从低处到高处速度减小，高度增大，动能减少，势能增加，动能转化为势能。b．下落的果实：果实的势能转化为动能。c．斜抛的物体：斜向上运动过程，动能转化为势能；斜向下运动过程，势能转化为动能。点评：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。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2下图是上海“明珠线”某车站的设计方案。由于站台建得稍高，电车进站时要上坡，出站时要下坡。忽略斜坡的摩擦力，你能分析这种设计的优点吗？答案：这样设计的主要优点在于节约电能。解析：电车进站前虽关闭了电动机，但仍具有动能，可使电车爬上斜坡，这是将动能转化为势能储存。出站时，电车可利用斜坡再将势能转化成动能。可见，这种设计方案可以节约电能。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2易错案例剖析第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2易错点：对“守恒量”认识不清导致错误案例：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()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第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2③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A．①②B．③④C．①③D．②④易错分析：本题易错选A，这是只从表面现象得出的结论。第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2正确解答：守恒量是自然界在变化过程中隐藏于现象中的一个反映其本质的物理量。小球在斜面上滚动时，其守恒量是“能量”，小球的“能量”在动能与势能之间转化，而不是速度与高度之间转化。正确答案：B第七章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2课时作业（点此链接）