高中物理必修2教案設(shè)計：《追尋守恒量——能量》

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2、轉(zhuǎn)化和守恒的實例； 　?。?）能夠列舉出不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化并可能守恒； 　?。?）理解能量轉(zhuǎn)化與守恒是一種重要的自然規(guī)律，激發(fā)學生產(chǎn)生用這一規(guī)律解決問題的意識。 　　2、過程與方法 　?。?）體會伽利略分析問題的精妙，學習他能分析出事物本質(zhì)的方法； 　?。?）體會費恩曼所說話的深刻內(nèi)涵，體會轉(zhuǎn)化與守恒的普遍性。 　　3、情感、態(tài)度、價值觀 　?。?）體會大自然的多樣性和科學概念的概括性，激發(fā)對自然現(xiàn)象的探究欲望和對科學知識的崇尚精神。 　?。?）體會物理規(guī)律分析問題的簡潔之美。 　　教學重難點

3、　　教學重點： 　　理解動能、勢能的含義，體會能量轉(zhuǎn)化、守恒的普遍存在性。 　　教學難點： 　　培養(yǎng)創(chuàng)新能力，使學生在發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化、守恒的普遍存在性后，能馬上意識到這里面存在的巨大的使用前景（就象商人看到了商機）。 　　教學過程 　　導入新課 　　從本章開始，我們研究力學中另外一個重要的物理量：能量，以及它所遵守的規(guī)律。大家知道，牛頓是經(jīng)典力學的奠基人，他提出了三個定律和萬有引力定律，但是他沒有研究過能量（至少沒有深入研究），課本上有一句話："'能量'是牛頓沒有留給我們的少數(shù)力學概念之一"至于力學中還有哪些概念牛頓也沒有研究過，有興趣的同學

4、可以自己查找資料。但是能量這一概念并不是牛頓之后才出現(xiàn)的，在伽利略時代，能量及其守恒思想就已經(jīng)出現(xiàn)。 　　理想斜面實驗是誰"做"的?為了說明什么問題?怎樣"做"的?（伽利略"做"的；為了研究力和運動的關(guān)系，證明運動不需要力來維持） 　　讓小球沿一個斜面從靜止開始滾下，小球?qū)L上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?。減小后一斜面的傾角，小球在這個斜面上仍達到同一高度，但這時他要滾得遠些。繼續(xù)減小后一斜面的傾角，小球達到同一高度，但滾得更遠些，若將后一斜面放平，由于球永遠達不到原來的高度，所以將永遠滾動下去。 　　伽利略在分析理想斜面實驗時，除了得出：運動

5、不需要力來維持的結(jié)論外，他還注意到實驗中反映出一個轉(zhuǎn)化與守恒的事實（或思想）。 　　1、對理想斜面實驗的初步分析 　　提問1：猜一猜他看出的轉(zhuǎn)化的事實是什么?（高度與速度，還要具體說一下，如下滑時高度轉(zhuǎn)化為速度等，若有人直接說出勢能與動能，則指出伽利略時代還沒有這兩個概念） 　　提問2：猜一猜他看出的守恒的事實是什么?（一個與高度有關(guān)的量和一個與速度有關(guān)的量之和守恒，若回答出勢能、動能之和守恒，引導同上，若回答出高度與速度之和守恒，引導出這是描述物體運動的兩個不同概念，單位都不一樣，無法相加） 　　提問3：假設(shè)你是伽利略，而且掌握了牛頓運動定律和運動學公

6、式，能不能從理論上證明出與高度有關(guān)的量和與速度有關(guān)的量之和守恒?（提醒：把h0、h、v放在一個公式中，分析從P點釋放到Q點過程中已知四個量，而學過的運動學公式中每個公式都有四個量） 　　總結(jié)1：伽利略對理想斜面實驗的分析：高度與速度相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中與高度有關(guān)的量和與速度有關(guān)的量之和守恒。 　　2、給出動能與勢能的概念，體會動能與勢能轉(zhuǎn)化并守恒的普遍存在性。 　　伽利略的發(fā)現(xiàn)在今天看來就是我們初中學過的能量轉(zhuǎn)換與守恒的思想。其中與高度有關(guān)的量我們現(xiàn)在叫它勢能；與速度有關(guān)的量我們現(xiàn)在叫它動能。動能與勢能的概念，請用勢能和動能描述一下理想斜面實驗中的轉(zhuǎn)化與守恒的事實

7、。 　　提問4：動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒的物理過程肯定有很多，只是你沒有特意注意，現(xiàn)在在大腦中搜索一下，試著列舉出幾個動能與勢能相互轉(zhuǎn)化但總能量可能守恒的實例? 　　重點列舉兩個： 　?。?）視頻：游樂場中的海盜船和秋千。雙線擺演示（老師給出雙線擺這個名字）；并演示證明左右最高點一樣高，若時間允許可以讓學生探究如何用這些器材證明左右一樣高（提醒證明方法不唯一）。最后采用底部放置直尺，左右擺開的最大距離相等） 　?。?）視頻：滾擺。悠悠球演示 　　提問5：課本開頭給出了費恩曼的一段話，（老師閱讀），費恩曼是何許人，也同學們課下自

8、己去了解，他的這段話的意思是自然界的一切現(xiàn)象都受能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律支配，回憶初中所學知識，除了動能和勢能外，還學過哪些能量?列舉出它們可以相互轉(zhuǎn)化且總能量可能守恒的實例?如電能轉(zhuǎn)化為光能等。 　　總結(jié)2： 　?。?）在理想斜面實驗中，動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒。 　?。?）能量的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的現(xiàn)象。 　　3、體會追尋能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的意義。 　　能量的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的現(xiàn)象，由此你想到了什么?或說你意識到什么? 　　提醒：（赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波，很快有人發(fā)明了電報）氣象預報說："近年夏天會持續(xù)高溫

9、，而且干旱......"國美的老板聽了會想到什么：空調(diào)會熱銷，發(fā)財?shù)臋C會來了。使用價值：如果我掌握了守恒的規(guī)律，就可以用它來解決問題，看到了新技術(shù)，就要琢磨怎樣應用它，就是創(chuàng)新。如果你對它無動于衷，就總是落后于人家。 　　總結(jié)3：追尋"守恒量"的意義：開辟一種新的簡單的解決問題的途徑。 　　課后小結(jié) 　　一、伽利略斜面實驗表明 　　"有某一量是守恒的"，這個量叫做能量。 　　二、能量 　　1、勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。 　　2、動能：物體由于運動而具有的能量。 　　三、"追尋守恒量"的意義 　　1、可行性：物質(zhì)在運動變化過程中存在守恒量。 　　2、重要性：物質(zhì)在運動變化過程中都要滿足一定的守恒定律。