高二物理追尋守恒量

1、高二物理追尋守恒量一、指導(dǎo)思想物質(zhì)世界千變?nèi)f化，但有規(guī)律?；镜囊?guī)律就是守恒定律。即：一切運(yùn)動變化無論屬于什 么運(yùn)動形式，反映什么樣的物質(zhì)特性，都要滿足一定的守恒定律。通過本節(jié)的教學(xué)，就是要把 這個(gè)觀點(diǎn)給學(xué)生，讓學(xué)生了解守恒思想的重要性，進(jìn)而了解能量概念作為一個(gè)守恒量的重要性。 二、教學(xué)重點(diǎn)根據(jù)本節(jié)的內(nèi)容及其在知識體系中的地位和作用，重點(diǎn)突出追尋守恒量的過程，并最終引 導(dǎo)到能量守恒上。三、難點(diǎn)及對策1、知道具體的守恒量易，追尋守恒量難，使學(xué)生具備守恒的觀點(diǎn)和思想，并將其推廣應(yīng)用 到各種運(yùn)動形式、一切運(yùn)動變化更難。對策：以學(xué)生現(xiàn)有知識為基礎(chǔ)，以具體問題為載體，從淺顯可見的守恒量入手，和學(xué)生一 起

2、踏上探究、追尋守恒量的旅程。在這個(gè)過程中，著力讓學(xué)生體會到守恒量是普遍存在的（即 追尋守恒量的可行性）；追尋守恒量對解決問題十分有幫助（即追尋守恒量的意義）。本課教學(xué)的關(guān)鍵在于正確把握教學(xué)的深度和廣度。在學(xué)生還沒有追尋守恒量的動機(jī)和意識 的現(xiàn)有條件下，要學(xué)生通過一節(jié)課的學(xué)習(xí)就具備守恒的觀點(diǎn)、思想，又要掌握勢能、動能的概 念，又要知道動力學(xué)分析的局限性和能量分析的優(yōu)越性是不現(xiàn)實(shí)的，但這些又恰恰都是本課的教學(xué)目標(biāo)。解決這個(gè)矛盾的方法之一，就是運(yùn)用新課程的教學(xué)理念，分步實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。作為 新授課，先把重點(diǎn)放在追尋守恒量的過程中。如果學(xué)生通過本課的學(xué)習(xí)，知道追尋守恒量是可行的，是必要的，則本課的教學(xué)目

3、標(biāo)就基本實(shí)現(xiàn)了。至于勢能、動能的概念，能量守恒的結(jié)論,都只需（也只能）在一定程度上進(jìn)行滲透；能量分析的優(yōu)越性也必須在學(xué)生接觸更多的問題后 才能夠體會，因?yàn)檫@些都是后續(xù)的教學(xué)重點(diǎn)。若在教學(xué)中過分追求完美，面面俱到，從剛剛學(xué) 習(xí)有意識地追尋守恒量到能量守恒定律再一直到萬事萬物都要滿足一定的守恒定律全部要學(xué) 生接受，那就很容易讓整堂課流于形式，止于說教，喪失它應(yīng)有的魅力。2、從例題中的質(zhì)量、體積這些看得見的守恒量到能量這個(gè)抽象的重要守恒量的過渡是又一 個(gè)難點(diǎn)。對策：采取“欲擒故縱”的辦法，和學(xué)生一起靜靜地觀察單擺、滾擺的運(yùn)動情況，然后通 過討論，結(jié)合重力勢能、動能的初步概念，排除不守恒量，把能量這個(gè)

4、守恒量追尋出來。四、教學(xué)設(shè)計(jì)利用學(xué)生現(xiàn)有的生活經(jīng)驗(yàn)和物理知識由淺入深地采用“點(diǎn)”、“線”、“面”三段式教學(xué)，即：1、在具體問題（即“點(diǎn)”）中引導(dǎo)學(xué)生嘗試追尋守恒量，并用來解決問題，從而激發(fā)學(xué)生 追尋守恒量的興趣，同時(shí)體會追尋守恒量的重大意義。2、從伽利略的理想實(shí)驗(yàn)入手，輔以一系列演示實(shí)驗(yàn)（即“線”）追尋抽象的守恒量，引入能量的概念并初步接觸能量守恒。3、實(shí)際斜面實(shí)驗(yàn)所表現(xiàn)出的機(jī)械能不守恒， 體現(xiàn)了能量守恒與所研究的運(yùn)動形式、 范圍有 關(guān)，通過有限的實(shí)驗(yàn)和理論探究得出的結(jié)論是否可以推廣、在什么條件下推廣，這就是“面”c讓學(xué)生知道這些，是為了學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。五、教學(xué)過程1、課題引入用守恒量解決一

5、道學(xué)生曾經(jīng)用受力分析的方法做過的題（兩個(gè)分力變化但合力不變）。2、守恒量在簡單物理現(xiàn)象中的應(yīng)用實(shí)例水的物態(tài)變化質(zhì)量守恒液壓機(jī)的工作原理（帕斯卡定律揭示壓強(qiáng)守恒；水的形狀變化體積守恒）3、小結(jié)追尋守恒量的可行性和重要性4、探究伽利略理想實(shí)驗(yàn)中的能量守恒課件演示伽利略理想實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)演示單擺、滾擺、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)；滲透重力勢能、動能的概念追尋能量這個(gè)守恒量5、演示實(shí)際斜面實(shí)驗(yàn)中機(jī)械能不守恒，說明能量的多樣性，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。 六、主要教學(xué)手段1、設(shè)問探究：引入課題；簡單情景中的守恒量2、多媒體信息技術(shù)：展示所探究的各個(gè)問題；演示伽利略理想實(shí)驗(yàn)3、演示實(shí)驗(yàn)：單擺； 滾擺 斜面實(shí)驗(yàn)；4、閱讀：課

6、本第3頁，了解能量概念的重要性和能量分析的優(yōu)越性 七、教案內(nèi)容目的F2問題一如圖所示，用彈簧測力計(jì)掛一個(gè)重10N的金 TOC o 1-5 h z 屬塊，使金屬塊部分浸入臺秤上的水杯中（水不溢出），當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為義6N,則臺秤的示數(shù)與金屬塊不浸入相比、國A、保持不變B、增加10N/RC、增加6N D、增加4N解法一對金屬塊受力分析，求得水對物體的浮力為4N根據(jù)牛頓第三定律，金屬塊對水的反作用力為4N對水杯和水組成的系統(tǒng)受力分析，求得臺秤對水杯的作用力將增加4N ,所以選項(xiàng)D正確。解法二金屬塊重10N是個(gè)定值，彈簧測力計(jì)平衡掉其中 6N ,則剩下4N 最終必定由臺秤承擔(dān)，所以選擇D

7、選項(xiàng)。評彳解法二表面上看來沒有解法一嚴(yán)謹(jǐn)，但實(shí)際上卻體現(xiàn)了 “追尋守 恒量”的深刻思想。 TOC o 1-5 h z 問題二一如圖所示，在一個(gè)盛滿水的容器內(nèi)放入一塊1（冰。不考慮水的熱膨脹，在水的溶解過程中，容器內(nèi)的水會繼續(xù)溢出嗎？為什么？一二二探究當(dāng)冰靜止在水面時(shí)，由阿基米德定律可以推理II出冰的質(zhì)量等于冰排開的水的質(zhì)量。而冰溶解成水的前后質(zhì)量不 變，實(shí)際上就相當(dāng)于冰在溶解過程中將體積縮小成虛線以下部分 的體積，所以水不會溢出。在這里，雖然冰發(fā)生了物態(tài)變化，但我們?nèi)绻业搅俗兓械氖睾懔恳灰槐馁|(zhì)量，即冰塊 O 的質(zhì)量等于“水塊” D 的質(zhì) 行性、重要一一一 一一 性量，從而很容易地推理出它

8、們在體積上存在的置換關(guān)系，圓滿地解決了所提出 的問題。問題三如圖所示為液壓機(jī)的工作原 理圖。1、使用液壓機(jī)為什么能夠省力？探究守恒量一一壓強(qiáng)（帕斯卡定律）E F2作用一一建立等量關(guān)系12S1 S2結(jié)論1守一力的大小與活塞橫截面積成正比2、為什么使用液壓機(jī)能夠省力卻不省距離？分析探究守恒量液體體積作用一一建立等量關(guān)系 SA = &h2結(jié)論2一一活塞移動的距離與橫截面積成反比綜合結(jié)論1和2可得且=S1 = h2F2 S2 h1即 F1h1 - F2h2注意該式，它體現(xiàn)了一個(gè)新的守恒量問題四在伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)中，是否存在守恒量？多媒體課件演示小球“記得”原來的高度探究設(shè)疑：高度守恒嗎？選擇不同位

9、置加以比較，小球在運(yùn)動過程中高度是變化的。演示單擺追尋能量這個(gè)重要守恒量讓學(xué)生充分觀察演示滾擺讓學(xué)生充分觀察討論學(xué)生暢談所觀察到的現(xiàn)象概括在充分肯定學(xué)生觀察能力的基礎(chǔ)上，總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的共性，即 物體高度的變化伴隨著物體運(yùn)動快慢的變化。滲透I念勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能。動能：物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能。討論和猜想發(fā)動學(xué)生嘗試回答問題四，討論中結(jié)合排除法：高度一一不守恒重力勢能一一不守恒高能一一不守恒重力勢能和動能的總和一一？（猜想守恒）演7F實(shí)際斜向?qū)嶒?yàn)猜想未得到證實(shí)。討論猜想錯(cuò)了嗎？啟發(fā)引導(dǎo)能量分析的復(fù)雜性閱讀課本與動力學(xué)分析相比，能量分析的優(yōu)越性了解能量分

10、析的復(fù)雜 性、優(yōu)越性小Z1、物質(zhì)在運(yùn)動變化過程中存在守恒量一一追尋守恒量的可行性2、物質(zhì)在運(yùn)動變化過程中都要滿足一定的守恒定律一一追尋守恒 量的重要性3、能量分析的復(fù)雜性和優(yōu)越性鞏固教學(xué)效 果八、教學(xué)中的主要感受是:1、“追尋”離不開探究，而這里不具備探究能量守恒的條件，所以只能通過觀察、討論、猜測等手段進(jìn)行探究，這樣，教師和學(xué)生的互動就成了教學(xué)能否順利展開的關(guān)鍵。在互動過程中，最容易產(chǎn)生的矛盾是學(xué)生與教師的思考方向不一致，這對教師引導(dǎo)學(xué)生、把握教學(xué)節(jié)奏的能力是很大的考驗(yàn)。 解決矛盾的方法是， 在肯定學(xué)生的思考成果、 保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性的同 時(shí)，臨場增加設(shè)問，以正確引導(dǎo)學(xué)生。例如在探究問題二時(shí)，學(xué)生說水不會溢出，因?yàn)楸芙?成水時(shí)體積會變小。 這時(shí)可以問“水面會不會降低？” 又例如在探究伽利略理想實(shí)驗(yàn)中有無守恒量時(shí)有的學(xué)生會直接回答“機(jī)械能守恒”，這時(shí)可以問“什么是機(jī)械能、勢能、動能，為什 么說這里的機(jī)械能是守恒的？”同樣可以用排除法追尋守恒量。2、本課的作用，是向?qū)W生展示過程，突出方法，為后續(xù)鋪墊。因此，可以將學(xué)生已經(jīng)體 驗(yàn)過的“運(yùn)動分析”、“受力分析”與即將展開的“能量分析”并列起來，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱mhhhh以先對伽式作如圖度的變 可以使 教學(xué)做了3、在介紹能量分析的優(yōu)越性時(shí)，可 利略理想實(shí)驗(yàn)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動公 所