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2019-2020年高中物理 7.1 追尋守恒量 第1課時(shí)教案 新人教版必修2 教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)與技能 1、了解動(dòng)能、勢(shì)能及能量的概念與意義 2、能體會(huì)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)中的能量轉(zhuǎn)換和守恒關(guān)系 3、能列舉不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化并守恒的實(shí)例 過程與方法 1、體會(huì)伽利略分析問題的精妙，學(xué)習(xí)分析事物本質(zhì)的方法 2、在列舉事例過程中體會(huì)費(fèi)恩曼所說話的深刻內(nèi)涵，體會(huì)能的轉(zhuǎn)化與守恒的普遍性 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1、通過動(dòng)能、勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化來研究生活中的物體的運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)熱愛生活的情趣； 2、通過“追尋守恒量”，使學(xué)生了解守恒思想的重要性，初步樹立能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)，學(xué)會(huì)從物理現(xiàn)象中探求事物本質(zhì)的科學(xué)態(tài)度和研究方法 3、通過學(xué)習(xí)，要善于把實(shí)際問題理想化 教學(xué)重點(diǎn)： 通過對(duì)具體事例的分析建立能量轉(zhuǎn)化和守恒的思想 教學(xué)難點(diǎn)： 培養(yǎng)創(chuàng)新能力，使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化和守恒的普遍性后，能意識(shí)到存在的巨大使用前景 教具準(zhǔn)備： 多媒體課件、滾擺、單擺 教學(xué)過程： 一、課前導(dǎo)學(xué) 問題導(dǎo)入：“挽弓當(dāng)挽強(qiáng)，用箭當(dāng)用長(zhǎng)；射人先射馬，擒賊先擒王?！边@是杜甫的詩；跳高運(yùn)動(dòng)員總要充分地助跑才能取得好的成績(jī)。請(qǐng)同學(xué)們思考下面的問題： （1）為什么強(qiáng)弓能射得遠(yuǎn)？ （2）跳高運(yùn)動(dòng)員是以高度來計(jì)算成績(jī)的，而他們?yōu)槭裁匆岣咦约旱乃俣饶?？難道速度與高度有什么聯(lián)系嗎？ 二、質(zhì)疑討論 （一）伽利略斜面實(shí)驗(yàn) 1、學(xué)生閱讀課文 2、課件展示：伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn) 3、質(zhì)疑討論： （1）當(dāng)小球沿斜面從高處由靜止?jié)L下時(shí)，小球的高度不斷減小，而速度不斷增大，這說明了什么？ （學(xué)生交流討論總結(jié)：小球憑借其位置而具有的某一物理量在不斷減小，而由于其運(yùn)動(dòng)而具有的某一物理量在不斷增大） （2）當(dāng)小球從斜面底沿另一斜面向上滾時(shí)，小球的位置不斷升高，而速度不斷減小，這說明了什么？ （學(xué)生交流討論總結(jié)：小球憑借其位置而具有的某一物理量在不斷增加，而由于其運(yùn)動(dòng)而具有的某一物理量在不斷減?。? 4、繼續(xù)展示課件：調(diào)整斜面傾角，引導(dǎo)同學(xué)觀察小球運(yùn)動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生用自己的語言描述看到的現(xiàn)象，改變傾角再看。 （結(jié)論：小球每次好像都“記得”自己的起始高度，到斜面的另一邊，總要達(dá)到原來的高度；這個(gè)過程說明了小球憑借其位置而具有的某一物理量與其運(yùn)動(dòng)而具有的某一物理量在運(yùn)動(dòng)過程中是相互轉(zhuǎn)化的，而其總量是保持不變的。我們把這個(gè)“總量”稱之為“能量”或“能”，而把“物體由于位置而具有的某一物理量” 稱為“勢(shì)能”，把“物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的某一物理量” 稱為“動(dòng)能”） （二）物體的動(dòng)能和勢(shì)能 1、勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢(shì)能。（重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能） 2、動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。 3、機(jī)械能：物體動(dòng)能與勢(shì)能的總和 質(zhì)疑討論： （1）小球要達(dá)到與斜面1等高的地方，必須滿足什么條件？ （2）小球在初始位置的重力勢(shì)能與小球到達(dá)底端時(shí)的動(dòng)能具有什么關(guān)系？ （3）小球在其它位置的能量與小球在初始位置的重力勢(shì)能有什么關(guān)系？ 總結(jié)：如果沒有摩擦，小球向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化，小球在斜面底端的動(dòng)能等于小球在初始位置時(shí)的重力勢(shì)能，當(dāng)小球向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能向重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化，小球上升到最高位置時(shí)的重力勢(shì)能與底端時(shí)的動(dòng)能相等，所以小球一定上升到與斜面1等高的地方。事實(shí)上，小球在任何位置的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和都相等，即機(jī)械能守恒。 4、演示實(shí)驗(yàn)：滾擺、單擺的運(yùn)動(dòng)（進(jìn)一步強(qiáng)化：如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體好像“記得”自己初始的高度，即機(jī)械能守恒。） 5、引導(dǎo)學(xué)生列舉生活中其它關(guān)于此現(xiàn)象的事例（例如：公園里的秋千、翻滾過山車、游樂園里的海盜船、籃球由高處落下再跳起及解釋開頭提出的問題等等，說明能的轉(zhuǎn)化和守恒具有普遍性） 三、反饋矯正 典型例題 例1：高山上有一塊石頭，穩(wěn)穩(wěn)地待在那里，它有沒有能量？有什么能量？ 例2：以豎直上拋的小球?yàn)槔f明其動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化情況，在這個(gè)例子中是否存在能的總量保持不變？ 課堂總結(jié)： 四、遷移鞏固 變式訓(xùn)練 1、如圖1所示，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩系著一個(gè)小球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，圖中A、B、C三點(diǎn)分別表示小球擺動(dòng)過程中的三個(gè)不同位置，其中A、C等高。在小球擺動(dòng)的過程中，動(dòng)能最大時(shí)是在 點(diǎn)，在這三點(diǎn)中，在 點(diǎn)勢(shì)能最大；如果沒有空氣阻力的影響，小球在A點(diǎn)的動(dòng)能 （填“大于”“等于”或“小于”）在C點(diǎn)的動(dòng)能。 A B C 圖1 A B C D 圖2 2、如圖2所示，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩系著一個(gè)小球，從A處由靜止釋放，在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，C為與A等高的點(diǎn)。當(dāng)小球由C返回經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩上的D點(diǎn)被一釘子擋住。問：小球能否重新到達(dá)A點(diǎn)？