7.1 追寻守恒量--能量

7.1 追寻守恒量—能量

一三维目标

1．知识与技能 (1)理解动能、势能及能量的概念与意义。

(2)了解守恒思想的重要性，守恒关系是自然界中十分重要的关系，

(3)通过具体的事例使同学们对守恒观念有初步的认识．

2．过程与方法 (1)再温一次伽利略的斜面实验，启发大家对守恒思想的认识

(2)利用自制教具(如单摆)的演示，帮助同学们建立能量守恒的观念．3．情感、态度与价值观

通过动能、势能间的相互转化来研究生活中的物体的运动，培养热爱生活的情趣。

通过了解人类追寻“能”这一守恒量的过程，体验守恒思想的重要意义

二教学重点理解动能、势能的含义。

三教学难点在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。

四教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论

（一）创设情境，引入新课

1 今天我们这节课学习“追寻守恒量”先解读一下这个标题，“守恒”这个词你是

怎么理解的？

2有一首古诗，“离离原上草，一岁一枯荣，野火烧不尽，春风吹又生”。这首诗反映了一定的自然规律：世界万物时时刻刻都在发生变化，又生生不息。变来变去，那什么东西是不变的呢（学生思考）伽利略理想实验我们曾学过，这个实验或者能给我们启示（二）创设情境，新课教学

探究一：能量的概念

1伽利略理想实验小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，不考虑摩擦阻力，将会运动到另一个斜面的同一高度。

提问：小球经历了几个运动过程？这些过程各有什么特点?

2设小球从距水平面H高静止静止滑下，不考虑摩擦阻力，滑下到离水平面高h时的速度为v。 H，h, v三者是什么关系？

教师：在这个实验中，无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0,这点距斜面底端的竖直高度与出发点的竖直高度相同，它好像“记得”自己的起始高度，或与高度相关的某个量。这个事实存在一个守恒量，这个量是什么呢？通过推导这个量与速度和高度有关，这个量我们把它叫能量

板书伽利略斜面实验表明：

“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量

3学生活动读55页第一段了解能量概念的意义

能量在不同的情况下有不同的表现形式，同学们知道那些形式的能量呢?学生答

（这节课我们主要学习势能、动能两种形式的能量）

针对训练１：关于伽利略的斜面实验,从斜面上静止释放一小球，以下说法正确的是（）A．无论斜面是否光滑,小球滚上的高度一定与释放的高度相同.

B．实际生活中,小球滚上的高度会比释放的高度要小一些.

C．只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度才与释放的高度相同.

D．伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运动过程中存在某个守恒量.

探究二：势能、动能的概念

1、势能（学生看书）

运动员把杠铃举了起来，举起杠铃的同时，运动员也就赋予了杠铃一种形式的能量，我们称它为势能。

板书物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。

提问:生活的哪些物体具有势能?你觉得势能与什么有关？

2、动能（学生看书）

伽利略释放小球后，小球高度降低，同时获得速度，当它到达水平桌面，由于它在桌面上方的某一高度而具有的势能以消失，但小球获得了运动。能量是守恒的，我们把与运动有关的能量叫动能。

板书动能：物体由于运动而具有的能量

提问：生活中的那些物体具有动能？你觉得动能与什么有关?

3、提问：在“伽利略斜面实验”中小球能量是怎样转化的？

针对训练２：在伽利略实验中，小球从斜面A上离斜面底端h高处滚下斜面，通过最低点后继续滚上另一个斜面B，小球最终会在斜面B上某点停下来而后又下滑，这点距斜面底端的竖直高度仍为h，在小球运动过程中，下列说法正确的是（）

Ａ．小球在A斜面上运动时，离斜面底端的竖直高度越来越小，小球的运动速度越来越大。Ｂ．小球在A斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大

Ｃ．小球在B斜面上运动时，速度越来越大，离斜面底端的高度越来越小

Ｄ．小球在B斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大

（三）典例分析

单摆演示实验：如果把小球拉开一个角度，松手后它会来回摆动，让小球贴着某位学生的鼻子，松手后，看一看小球在摆动过程中会不会碰到鼻子。实验现象？它并没有比原来运动得更高，为什么呢？有个守恒量支配着它的运动，这个量是什么？摆动的小球在不涉及到空气阻力时，涉及到那些能量？能量是怎样转化的?

下降过程：

上升过程：

实际生活中的摆会不会始终摆下去？（学生答）它的动能，势能怎样了，它的总的能量还守不守恒吗？减少的能量那里去了？

（四）小结(学生思考)

阅读材料：

科学家们一直都在寻找新的守恒量，这些守恒量就是变化中的不变量，不变量的发现会让我们多一些途径来理解这个世界。我们已知的守恒量有很多，包括能量守恒、质量守恒、电荷量守恒等等，有的量我们可以觉察得出来，有的我们是看不见的，但它们都在统治着这个宇宙，无论宇宙万物怎么演化，这些量都是不变的。

每一个新的守恒量的发现都要经历漫长的历史过程，我们应当相信，我们还能够找到一

些新的守恒量。伴随着新的守恒量的发现，科学一次次地向前飞跃，每一个新的守恒量的发现，都给了我们一个新的研究问题的途径！

追寻人生的目的和物理学家寻找系统的守恒量是一样的，都是为了找到一个支配复杂系统的简单原则，在多变的现象中找到不变的东西。使复杂的问题简单化、清晰化。观

察一个现象总是很容易的，但从中分析并得到规律得到启示却很不容易，望同学

们都能做有心人,做学习和生活上的有心人

。

功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径,同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据.但是学生在能量概念的建立上没有概念基础,所以教材在第一节设立追寻守恒量,旨在让学生对能量能够有清晰的认识.教材从著名物理学家的理论出发,展示伽利略的斜面实验,逐步引导能量的概念建立.继而利用生活中的实例,给出势能和动能的概念.教材具体说明了引入能量概念的必要性.

在实际教学中,逐步渗透物理学家研究待认识问题的方法:设法找出所研究现象是否存在物理量守恒的情况,一旦发现某种物理量守恒,就首先用以整理过去的经验和知识并总结成定律,然后在新的现象或事例中对总结出的守恒定律进行检验,如果定律得以证实就可以借助它解决问题,甚至作出新的预见,追寻和研究守恒量是物理学的一种重要研究方法.

守恒关系是自然界中十分重要的关系,通过本节课的学习,加强学生对守恒关系的认识,并把这种物理思想渗透在能量学习的过程中.