高三物理复习中守恒思想的培养

高中物理教学中的科学思想培养 相关案例 高三物理复习中守恒思想的培养高三物理复习中守恒思想的培养 嘉善二高 沈国泉 科学思想的种类 以物理思想为例物理建模的思想 整体的思想 对称的思想 等效替 代的思想 分析与综合的思想 守恒的思想等等 守恒是指在一定条件下 系统中各个物体 的某个物理量的总量保持不变的一种自然规律 在事物的变化过程中 总存在某些不变的 因素 物理学研究的重要内容之一 就是去发现这些不变的因素 守恒量 守恒定律则 是阐述某物理量守恒所适应的系统和前提条件的客观规律 我们熟悉的守恒定律如质量守恒 电荷量守恒 机械能守恒 动量守恒 能量守恒等等 根据守恒定律来研究某一系统发生的 物理现象或变化过程 就是守恒的思想方法 守恒思想在物理教学中应用非常广泛 在高考 命题中也是一个热点 因此 我们在教学中应予以重视 教学目标 通过对高中物理中各个守恒定律的复习 掌握各种物理量守恒的条件 并能 熟练运用守恒定律解决各种物理问题 从而达到对学生守恒思想的培养 教学重点 掌握各种守恒定律及各种物理量守恒的条件 教学难点 运用守恒定律解决各种物理问题 使学生养成守恒的物理思想 教学过程 一 回忆高中阶段我们学过的各种守恒定律 1 让学生通过回忆说出各种守恒定律 并且说出它们的适用条件 教师认真倾听 并 作好分析补充准备 2 多媒体展示各个守恒定律的内容及使用条件 此过程达到的目的是让学生在短时间内能够对学过的知识进行回忆 再现 为下一步教 学作准备 二 例题讲解 例题 1 如图所示 质量为 长度为的木板静止在光滑水平面上 其KgM3 mL2 1 左端的壁上固定着自由长度为的轻弹簧 右端放置一个质量为的小物块 mL6 0 0 Kgm1 0 小物块与木板间的动摩擦因数为 今对小物块施加一个水平相左的瞬时冲量4 0 小物块相对于小木板向左运动而压缩弹簧使弹性势能增大为最大值 接着小NSI4 0 m E 物块又相对木板向右运动 最终恰好相对静止于木板的最右端 设弹簧未超出弹性限度 并 取重力加速度为 求 2 10 s m g 1 当弹簧弹性势能最大时小物块速度 v 2 弹性势能的最大值及小物块相对于木板向左运动的最大距离 m E m L 解析 1 由动量定理及动量守恒定律 00 mvI 于是可解得 vMmmv 0 smv 1 2 设最终小物块和木板的共同速度为 由动量守恒定律和能量关系得 u uMmmv 0 mm EmgLvMmmv 22 0 2 1 2 1 m mgLuMmmv 2 2 1 2 1 22 0 于是又可解得 JEm3 mLm75 0 例题 2 如图所示 光滑水平平行导轨 间距 其电阻不计 导轨间有N Mm0 5L 竖直向下的匀强磁场 磁感应强度 金属棒垂直导轨放置 电阻都是TB5 0 cdab 质量都是 现给棒一个水平向右的冲量 使其具有的初速 100RKgm5 0 ab s m v8 度 求 1 棒上最大电流的大小和方向 cd 2 棒运动的最大速度 cd 3 棒上产生的热量 cd M L0 I0 m L M N a bd c 解析 1 当刚开始运动时 回路中的电流最大ab VVBLvE285 05 0 0 AA R E I01 0 1002 2 2 棒中电流方向由cdcd 2 系统水平方向动量守恒cdab 2 0 mvmv sm v v 4 2 0 棒的最大速度是向右cd s m v4 3 机械能与热能之间相互转化 而它们的总能量保持不变 JmvmvE82 2 1 2 1 22 0 J E Qcd4 2 小结 从上面两个例题中我们不难看出运用守恒法解题 可以不追究过程变化的细节 而是直接建立初末状态守恒量之间的联系 这是其最大的优势 运用守恒法解题的关键 是 要确定所研究的系统是否满足守恒的前提条件 或者能够在复杂的事物中巧妙的选择符合守 恒条件的系统 并正确地建立守恒方程 三 课堂训练 1 如图所示 两木块由轻弹簧连接 起初静止于光滑水平面上 某时刻一粒子弹BA 以水平速度 击中木块并留在其中 子弹打入木块的过程持续时间极短 可不考虑此过 0 vA 程中木块的移动 已知木块的质量为 木的质量为 子弹的质量为 弹AA mM BMm 簧原长为 劲度系数为 弹簧的弹性势能与形变量的对应关系为 如果此 0 LK 2 2 1 KXEp 后运动过程中弹簧始终处于弹性限度内 且 不会发生直接碰触 试求 AB 2 运动中弹簧出现的最大长度 1 当弹簧压缩到最短时 的速度大小 B 这个过程主要是考察学生是否能从能量转化与守恒的角度去把握发生的物理现象 并能 建立正确的能量守恒的方程 巩固前面所形成的守恒思想 BA V0 课后小结 对学生守恒思想的培养