课外读物教案教学设计导入设计

能量观念在STSE中的应用

江苏省黄桥中学 刘荣兵

学习目标：

1.通过对STSE问题的分析，进一步强化学生的能量观念，进一步提升学生的学科素养；

2.通过对STSE问题的分析，培养学生的建模能力；

3.通过对STSE问题的分析，使学生感受到物理运用的广泛性，进一步提升学生学习物理的兴趣。

学习重难点：

建模能力和能力观念的灵活应用

活动过程：

活动一：与体育运动相联系的能量问题

问题1：（多选）2017年3月18号我国首都体育馆正式迎来第39届世界女子冰壶锦标赛，冰上溜石所用场地是一个长44.5m、宽4.32m的冰道．冰道的一端画有一个半径为1.83m的圆圈作为球员的发球区，被称作本垒．冰道的另一端也画有一圆圈，被称为营垒．营垒是由4个半径分别为0.15m、0.61m、1.22m和1.83m的同心圆组成．冰壶比赛讲究策略，有人把冰壶称作“冰上国际象棋”．冰壶比赛也讲究技巧，掷球员在掷出冰壶后，刷冰员可以通过刷冰来减小冰壶与冰面间摩擦，设未刷冰时冰壶与冰道间的动摩擦因数为0.02，刷冰后变为原来的0.9倍．卫兵射是常用的掷壶技巧，如图所示，为了掩护己方已经进入营垒的冰壶，掷球员将冰壶在A点掷出，最终冰壶停于前卫线与营垒间距A点25m的B点．重力加速度g=10m/s，则掷壶员掷壶的速度可能是（ ）(已知103.16) 2

A．2.95m/s

B．3.05m/s

C．3.15m/s

D．3.25m/s

从生活走向物理，从物理走向社会。

1

活动二：与环境相联系的能量问题

问题2：国产比亚迪用542科技轻松实现百公里加速5秒以内，独创领先的铁电池技术，实现动力电池容电量高达18.5度，纯电动续驶里程85公里；极速电四驱，瞬间反应，强劲动力，绿色环保。比亚迪汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。某次测试中,汽车以额定功率行驶700m后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图所示,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计，求：

（1）汽车行驶过程中所受地面的阻力f；

（2）汽车的额定功率P；

（3）汽车加速运动500m所用的时间t; （4）汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能E电。

活动三：与生产、生活相联系的能量问题

问题3：（多选）2017天猫双11成交额为1682亿人民币，双11当天物流订单达到8.12亿个，马云又笑了。在运送快件时，顺丰快递公司为转运快件而专门设计了如图的“U”形传送带，AB、CD段为直线，BC段为同心半圆，其中的虚线为半径为R的半圆弧。工人将质量均为m的快件无初速放至匀速运行的传送带A端，在D端附近看到相邻快件间的距离均为L，每隔时间t在D端接收到一个工件。则下列说法正确的是（ ）

A.传送带运行的速度vL

tmL2B.在加速过程中每个快件对传送带所做功为2

tmL2C.在BC段每个快件受到的摩擦力大小f

2RtmL2D.每个快件放至传送带后与传送带摩擦产生的热量Q2

t从生活走向物理，从物理走向社会。

2

反馈训练：

（多选）2013年6月11日，我国航天员聂海胜、张晓光和王亚平在“天宫一号”首次为青少年进行太空授课，开辟了我国太空教育的新篇章，在天宫一号里，长为L的细线一端固定，另一端系一个小球，拉直细线，让小球在B点以垂直于细线的速度v0开始做圆周运动，如图所示，设卫星轨道处重力加速度为g′，在小球运动的过程中，下列说法正确的是（

）

A. 细线拉力的大小不断变化

B. 细绳拉力做功为0 C.只要v0＞0，小球都能通过A点 D.只有v0≥5g/L，小球才能通过A点

活动四：课堂小结

从生活走向物理，从物理走向社会。

3