追寻守恒量---能量
第一节《追寻守恒量——能量》教案
追寻守恒量——能量教案三维目标知识与技能1.理解动能、势能及能量的概念与意义.2.能独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系.3.能列举不同形式的能量可以相互转化并守恒的实例.过程与方法1.体会伽利略分析问题的精妙,学习分析事物本质的方法.2.在列举事例过程中体会费恩曼所说话的深刻内涵,体会转化与守恒的普遍性.情感态度与价值观1.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.2.通过“追寻守恒量”,使学生了解守恒思想的重要性,初步树立能量转化与守恒的观点,学会从物理现象中探求事物本质的科学态度和研究方法.3.通过学习,要善于把实际问题理想化.教学重点理解动能、势能的含义,体会能量转化、守恒的普遍存在性.教学难点培养创新能力,使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后,能意识到存在的巨大使用前景.课时安排1课时课前准备多媒体课件、学案、滚摆、单摆.教学过程导入新课实验导入如图所示,一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动.记住它向右能够达到的最大高度.然后用一把直尺在P点挡住摆线,看一看这种情况下小球所能达到的高度.这个实验现象说明了什么?它是否说明在小球摆动的过程中某种“东西”是不变的?这种“东西”会是什么?通过本节课的学习,同学们就能理解这一实验现象了.故事导入新华社2000年12月31日和中央电视台2001年元月6日先后报道：在20世纪的最后几分钟里，一项新的多米诺骨牌吉尼斯世界纪录，在北京颐和园体育健康城综合馆和网球馆诞生了.中国、日本和韩国的62名青年学生成功地推倒了340多万张骨牌，一举打破了此前由荷兰人保持的297万张的世界纪录.从电视画面可看出，骨牌瞬间依次倒下的场面蔚为壮观，其间显示的图案丰富多彩，令人惊叹.其中蕴含着一定的科学道理,这就是“多米诺骨牌效应”.该效应产生的能量是十分巨大的.这种效应的物理道理是：骨牌竖着时，重心较高，倒下时重心下降，倒下过程中，将其重力势能转化为动能，它倒在第二张牌上，这个动能的一部分就转移到第二张牌上，第二张牌将第一张牌转移来的动能和自己倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和，再传到第三张牌上……所以每张牌倒下的时候，虽然有部分能量损失，但具有的动能都比前一块牌大，因此它们的速度一个比一个快，也就是说，它们依次推倒的能量一个比一个大.你可以设想一下,如果牌的个数足够多,那么最后一个牌的速度将是怎样的大！场面又是何等的壮观!故事中应用到了动能、势能及其转化.今天,我们就来学习追寻守恒量这节课,学习问题中展示的能量问题,探索其中的奥秘.问题导入“挽弓当挽强,用箭当用长;射人先射马,擒贼先擒王.”这是一首杜甫的诗.跳高运动员总是要充分地助跑才能取得好的成绩.请同学们思考下面的问题:(1)为什么强弓就射得远?跳高运动员是以高度来计成绩的,而他们为什么要提高自己的速度呢?难道速度和高度之间有什么联系吗?(2)这体现了一种什么过程?推进新课一、伽利略斜面实验牛顿是经典力学的奠基人,他提出了三个定律和万有引力定律,但是他没有研究过能量(至少没有深入研究),所以当时人类对自然的认识还很有局限.但在伽利略的实验中,已经有了“能量”的影子.能量概念的形成和发展,始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相连的.能量守恒定律的发现告诉我们,尽管物质世界千变万化,但这种变化不是没有规律的,基本的规律就是守恒定律.这一节课我们从一个较高的角度去认识这个问题.教师指导:让一位学生朗读教材开头费恩曼的话,让学生体会能量守恒定律的重要性.活动探究课件展示1:大屏幕投影展示伽利略理想实验的flash模拟动画.问题:1.当小球沿斜面从高处由静止滚下时,小球的高度不断减小,而速度不断增大,说明了什么?2.当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚时,小球的位置不断升高,而速度不断减小,说明了什么问题?学生观察交流、讨论并总结:明确：1.说明小球凭借其位置而具有的物理量不断减少,而由于运动而具有的物理量不断增大.2.说明小球凭借位置而具有的物理量不断增加,而由于运动而具有的物理量逐渐减少.课件展示2：利用动画模拟实验,将斜面调整,引导学生观察小球的运动情况.指导学生自己组织语言,描述看到的物理现象.学生通过阅读并观察、讨论、总结:让小球沿一个斜面从静止开始滚下,小球将滚上另一斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,但这时他要滚得远些.若继续减小后一斜面的倾角,小球达到同一高度,但滚得更远些.教师设疑：若将后一斜面放平,小球的运动情况将是怎样?引导学生讨论、交流,大胆猜想.参考结论：小球好像“记得”自己的起始高度,但又永远达不到原来的高度,所以将永远滚动下去.点评：教师通过动画展示,让学生感受到“有某一量是守恒的”.教师逐步引导,让学生体会“守恒量”的追寻过程,进一步激发学生的探究意识和学习的欲望.二、物体的动能和势能实验演示：演示滚摆实验和单摆实验,进一步强化,如果没有摩擦和介质阻力,物体好像“记得”自己初始的高度,即某一量是守恒的.引导学生根据以上示例,举出生活中其他关于此种现象的事例.公园里的秋千,游乐园里的海盗船,乒乓球自高处落到水泥地面上后的运动,在没有摩擦和空气阻力的情况下,都能达到一定的高度.这说明,将实际生活中的问题理想化后,确实存在着某一物理量是不变的.通过学生列举实例,让学生体会生活中的普遍规律.教师点评：在物理学中,我们把以上这一事实说成是“有某一量是守恒的”,并把这个量叫做能量或能.通过阅读体会,给出动能与势能的概念,体会动能与势能转化并守恒的普遍存在.教师引导学生认识,伽利略的发现今天看来就是我们学习过的能量转化与守恒的思想.其中与高度有关的量,我们称为势能;与速度有关的量我们称为动能.课件展示实例,指导学生分析物体动能和势能之间的转化情况.滚摆1.视频展示:秋千与海盗船.2.视频展示:滚摆与落下的乒乓球.学生详细分析:讨论总结并由代表发言.阶段小结:1.能量:“有某一量是守恒的”,这个量叫做能量或能.2.势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能.3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.视野拓展2004年12月26日，国际标准时间00：58：50，一股压抑许久的“怒气”从印度洋深处狂躁地迸发而出，里氏9.0级(美国地震局测定)地震劈开周围的海水,形成一道道相距百十公里的弧形水幕，以每小时800公里的起始速度排山倒海般向四周袭去……巨浪呼啸，以摧枯拉朽之势，越过海岸线,越过田野，迅猛地袭击着岸边的城市和村庄，瞬时人们都消失在巨浪之中.港口所有设施、被震塌的建筑物，在狂涛的洗劫下，被席卷一空.事后，海滩上一片狼藉，到处是残木破板和人畜尸体.地震海啸给人类带来的灾难是十分巨大的……试查阅有关资料，谈一谈此次海啸中存在哪些能量.例以竖直上抛的小球为例说明小球的势能和动能的转化情况.在这个例子中是否存在着能的总量保持不变?参考解析：竖直上抛运动的小球,首先由动能转化为势能,达到最高点时,动能为零,势能达到最大;在下落时,势能逐渐减小,动能逐渐增大,势能又转化为动能.在小球运动过程中,小球的机械能总量保持不变.点评：本实例探究可以应用受力情况来作分析,亦可根据实际运动情况总结,紧紧抓住高度影响势能,速度影响动能这一关键进行分析.课堂训练如图所示,一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动,图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置,其中a、c等高.在小球摆动的整个过程中,动能最大时是在_______点,在_________点势能最大;如果没有空气阻力的影响,小球在a点的动能________(填“大于”“等于”或“小于”)在c点的动能.解析：在小球来回摆动时,动能与势能不停地相互转化但总量不变.在a、c两点时位置最高,势能最大,速度为零,动能为零.在b点时位置最低,势能最小,速度最大,动能最大.答案：b a、c 等于方法总结：在某一过程中,若仅涉及动能和势能的转化,若能判断出其中一种能量正在减小或增大,则另一种能量一定正做相反变化,且一种能量为零时,另一种能量达到最大值.课堂小结1.物体由于位置高度而具有的能量叫做重力势能.对于同一水平面而言,物体被举得越高、质量越大,物体具有的重力势能就越大.2.物体由于运动而具有的能量叫做动能.动能是由物体的质量和速度共同决定的,物体运动的速度越大、质量越大,它的动能就越大.3.动能和势能统称为机械能.动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能.在只有重力做功时,动能和势能的相互转化过程中,总的机械能不变.布置作业1.通过各种途径查找资料,了解人类对能量的研究过程.2.在其他自然学科中列举出几个能量转化与守恒的实例;转化与守恒的思想(不仅仅是能量)在生产生活中的实例.(例如水资源)板书设计追寻守恒量一、伽利略斜面实验二、物体的动能和势能1.势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量2.动能:物体由于运动而具有的能量三、追寻守恒量的意义活动与探究课题:能量的应用.内容:古代战争中常用滚木和檑石作为武器来阻止敌人的进攻,你能利用所学的知识说明其中的科学道理吗?这种战术适用于哪种情况?怎样才能使杀伤力更大?为什么?方法:利用动能与势能的转化思想.参考答案：滚木和檑石的重力势能转化为动能,利用其动能来杀伤敌人;这种战术适用于居高防守;提高其高度、增大其质量才能有更大的杀伤力.习题详解解答:做自由落体运动的物体在下落过程中,势能不断减小,动能不断增加,在转化的过程中,动能和势能的总和不变.。
新人教版高中物理必修2课件第七章机械能守恒定律1追寻守恒量--能量7.2功
【补偿训练】 1.用50 N的力拉一个质量为10 kg 的物体在水平地面 上前进,如图所示若物体前进了10 m,如果物体与水平 面间动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做了多少功 (sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2) ( )
A.
(1)小孩与雪橇整体的合力所做的功。 (2)对小孩与雪橇整体的拉力所做的功与摩擦力所做的 功。
【思维·建模】
【解析】(1)2 s内雪橇的位移为:
l= 1 at2= 1×0.5×22 m=1 m,
2
2
小孩与雪橇整体所受合力为:F合=ma=40×0.5 N=20 N
合外力对雪橇做的功为:W合=F合l=20×1 J=20 J
(2)拉力F做功为:WF=Flcos α=60×1×0.8 J=48 J 摩擦力做的功为: W=Ff W合-WF=20 J-48 J=-28 J。 答案:(1)20 J (2)48 J -28 J
任务2 计算变力做功的四种方法
方法 转换法
以例说法
用力F把小球从A处缓慢拉到B
处,F做功为WF,则有: WF-mgl(1-cos θ)=0, 得WF=mgl(1-cos θ)
功,C错误;轮胎受到地面的支持力竖直向上,而轮胎的 位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,支 持力不做功,D错误。
【规律方法】判断力做正、负功的方法 (1)根据力F和物体位移l方向的夹角α判断——常用于 恒力做功的情形。 (2)根据力与物体瞬时速度方向的夹角θ判断——常用 于曲线运动的情形。
1.动能:物体由于_运__动__而具有的能量。 2.势能:相互作用的物体凭借其_位__置__而具有的能量。 3.能的转化:在伽利略的理想斜面实验中,小球的_势__ _能__和__动__能__可以相互转化。
第七章 第一节追寻守恒量——能量.pptx
1．关于伽利略的斜面实验，下列描述正确的是( ) A.伽利略的斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上升到同样的 高度 B. 只有斜面光滑时，才有可能重复伽利略实验 C. 在伽利略斜面实验中，只有B 斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度
学海无涯
D．设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使 B 斜面变成水平，则可以使小球沿 平面运动到无穷远处 2.在室内滑雪场，游客们足不出户即可享受滑雪的乐趣，游客先乘自动扶梯至雪坡顶端 ， 然后顺坡滑下，滑到平地上后很快便停下来，从雪坡顶端到最后停下来的整个过程中 ，下列说法中正确的是( ) A．人的动能先增加后减小，动能与势能之和不变 B ．人的动能先增加后减小，动能与势能之和一直减小 C. 人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后不变 D. 人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后减小 3．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是( ) A．动能与势能之和守恒 B．能量正在消失 C．只有动能和重力势能的相互转化 D．动能与势能之和一直减少 4.
高中物理第七章追寻守恒量能量
第七章第1节追寻守恒量——能量一、教学目标1、了解势能、动能以及能量的概念。
2、初步领悟能量转化、变中有恒的思想。
领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法。
3、会分析生活中有关机械能转化的问题。
二、学情分析在之前的学习中，学生已经掌握直线运动和曲线运动的运动分析和受力分析方法，但是对于能量的理解，仅限于初中的认识阶段，即认识了动能与势能的基本概念，并知道动能与物体质量、速度有关，势能与质量、高度有关。
尚无确切的能量守恒的思想。
故本节教学的重点就在于加深学生对能量的理解，帮助学生建立守恒的思想。
三、教学重点与难点教学重点：1、加深对能量的认识以及对动能势能的理解；2、建立能量守恒的思想，用守恒的意识与思想解决问题。
教学难点：追寻守恒量过程中能量守恒思想的建立。
新课引入2、明确概念：➢探究点一——势能：物体具有势能的条件？➢探究点二——动能：影响动能大小的因素有哪些？小结：势能与动能的概念。
【探究问题二：追寻守恒量】生活小故事：两个同学下象棋，不小心棋盘被打翻了，一颗棋子找不到了，一位同学找啊找最终在房间的某个角落找到了，支持他找下去的信念是什么呢？师：物体不会凭空产生，也不会凭空消失，象棋的总数是守恒的。
学生思考，回答问题。
新课教学进一步，从生活中的守恒现象，追寻物理学中的守恒量。
✧追寻守恒量——现象追寻：如图所示小球从斜面A上距离地面H高度处由静止滚下，又滚上另一斜面，斜面均光滑。
➢探究点一：小球从斜面A上由静止滚下，又滚上另一个斜面过程中，有哪几个运动过程？（对小球进行运动分析）师：向下匀加速直线运动，再最低点速度最大，之后滚上另一个斜面做匀减速直线运动。
➢探究点二：小球滚上另一个斜面的最大高度也一定等于H吗？若两个斜面均是曲面，结果如何？师：一定等于H，若是曲面，结果相同。
（极限法与微元法）➢探究点三：小球在运动过程中似乎“高度”与“速度”可以相互转化，那么运动过程中存在什么不变的因素吗？请你猜想：。
追寻守恒量---能量
h
A
下滚过程
B
上滚过程
h
高度 （重力势能） 速度 （动能）
1、小球由加速过程过渡到减速过程，恢复到原来的高度
2、加速过程与减速过程中与高度有关的一个物理量在变 化的同时，一个与速度有关的物理量也在变化
3、与高度有关的物理量的变化引起了另一个与速度有关 的物理量的变化
结论:
伽利略斜面实验表明： 1. 小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这 个量叫能量。 2. 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势 能。势能包括重力势能和弹性势能 3.物体由于运动而具有的能量叫做动能。
h
A
B
h
伽利略理想斜 面实验（斜面 均光滑）
伽利略的理想实验：
等 高
小球“记得”原来的高度
关于小球运动过程的描述
1、小球从一个斜面的某一高度由静止滚下，并运动到 另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？ 2、这些过程各有什么特点？ 解析
： 在加速运动过程中，小球速度增大， 位置高度减小；在减速运动过程中，小球速度在减小， 但位置高度在增大。
§7.1
物理学的任务是发现 物理学家劳厄说： 普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单 的形式之一表现为某种物理量的不变性，所 以对于守恒量的寻求不仅是合理的，而且也 是极为重要的研究方向。
“追寻守恒量”
诺 贝 尔 物 理 学 奖 获 得 者：费 恩 曼曾 说：
有一个事实，如果你愿意，也可以说是 一条定律，支配着至今所知的一切现象 …… 这条定律称做能量守恒定律。它指出有某一 个量，我们把它称为能量，在自然界经历的 多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽 象的概念…… 然而，正是这个最抽象的概念，却是物 理学中最重要、意义也最深远的概念之一。
部级优课：7.1.追寻守恒量——能量=天津市微山路中学张永晶
教学目标1、知识与技能（1）领悟伽利略理想斜面实验中的转化和守恒的事实；（2）理解能量这个物理量及动能、势能的物理意义；（3）独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系；（4）除伽利略理想斜面实验以外，能列举出其它动能与势能相互转化和守恒的实例；（5）能够列举出不同形式的能量可以互相转化并可能守恒；（6）理解能量转化与守恒是一种重要的自然规律，激发学生产生用这一规律解决问题的意识。
2、过程与方法（1）体会伽利略分析问题的精妙，学习他能分析出事物本质的方法；（2）体会费恩曼所说话的深刻内涵，体会转化与守恒的普遍性。
3、情感、态度、价值观（1）体会自然规律的和谐统一（2）开辟了新的简单的解决问题的途径2. 教学重点/难点教学重点：理解动能、势能的含义，体会能量转化、守恒的普遍存在性。
教学难点：培养创新能力，使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后，能马上意识到这里面存在的巨大的使用前景（开辟解决问题的新的途径）。
3. 教学用具多媒体、板书学情分析本节课的教学对象为高一新生，所有学生在初中阶段的学习中已经掌握了能量守恒的知识，但并没有掌握为什么会有能量守恒这个概念，他们并不理解守恒量的重要性。
导入新课: 上课前同学们观看一个电影片段问题：冲浪运动是一种时尚极限运动，冲浪可以让人们忘却烦恼，体验一次次与海浪搏击、驰骋在海浪上的快感、刺激感。
是什么能够让他在浪谷中翻飞，一浪紧冲一浪？通过这节课的学习我们就可以定性的给出解释。
我这里还有两个小故事跟同学们分享：1我的女儿和她的小闺蜜特别喜欢玩跳棋,两个小朋友都争强好胜，谁也不让谁，有一次不小心棋盘被打翻了,棋子散了一地，于是一起收拾，收拾到最后发现一颗棋子找不到了,于是就找啊找,在寻找的过程中，两个小朋友都尽其所能，坚信一定能找到，最终在沙发底下找到了,支持他们俩找下去的信念是什么（提问）棋子的总个数是一定的，这是幼儿园阶段就会的数的守恒。
2爱迪生是个没有大学文凭之人，他与毕业于美国普林斯顿大学的高材生阿普顿一起工作，他经常受到阿普顿的歧视。
山东省实验高中2020人教版物理第七章机械能守恒定律1追寻守恒量__能量7.2功27
F=mg+ma=100×(10+1)N=1 100 N。
上升的位移x= 1 at2= 1×1×12 m=0.5 m。
2
2
则拉力做功W=Fx=1 100×0.5 J=550 J。故B正确,A、
C、D错误。
2.如图所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻 绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力F拉 绳,使滑块从A点起由静止开始上升。若从A点上升至B 点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1和 W2,图中AB=BC,则 ( )
A.W1>W2 C.W1=W2
B.W1<W2 D.无法确定W1和W2的大小关系
【解析】选A。轻绳对滑块做的功为变力做功,可以通 过转换研究对象,将变力做功转化为恒力做功;因轻绳 对滑块做的功等于拉力F对轻绳做的功,而拉力F为恒 力,W=F·Δl,Δl为轻绳拉滑块过程中力F的作用点移动 的位移,大小等于定滑轮左侧绳长的缩短量,由题图可 知,ΔlAB>ΔlBC,故W1>W2,A正确。
【解析】选A。由题知,轮胎受到地面的摩擦力方向水 平向左,而位移水平向右,两者夹角为180°,则轮胎受 到地面的摩擦力做了负功,A正确;轮胎受到的重力竖直 向下,而轮胎的位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没 有发生位移,重力不做功,B错误;设拉力与水平方向的 夹角为α,由于α是锐角,所以轮胎受到的拉力做正
【拓展例题】考查内容:微元法求变力做功 【典例】(多选)如图所示,摆球质量为m, 悬线长度为L,把悬线拉到水平位置后放 手。设在摆球从A点运动到B点的过程中 空气阻力的大小F阻不变,则下列说法正 确的是 ( )
【解析】选D。摩擦力大小f=μ(mg-Fsin37°);故摩擦 力做功Wf=-μ(mg-Fsin37°)L=-0.1×(10×10-50× 0.6)×10 J=-70 J;故物体克服摩擦力做功70 J;故D正 确,A、B、C错误。
追寻守恒量—能量N资料
言
通过前面的学习我们知道：物体的运动与物 体的受力有关，即力决定了运动。因此，分析物体 受力、建立动力学方程是我们处理力学问题的基本 方法。那么，我们处理力学问题除了上述的方法外 还有没有更好、更有效的方法了呢？
处理力学问题的三种基本观点：
1、力的观点 2、能量的观点 3、动量的观点
第七章 机械能守恒定律
一 、追 说是一条定律，支配着至今所知的一切自 然现象……这条定律称做能量守恒定律。 它指出：有某一个量，我们把它称为能量， 在自然界经历的多种多样的变化中它不变 化。那是一个最抽象的概念……”
——诺贝尔物理学奖获得者 费恩曼
理查德· 费恩曼是美国物理学家，当代最受爱戴的科学 家之一。他不但以其科学上的巨大贡献而名留青史，而且 因在“挑战者”号航天飞机事故调查中的决定性作用而名 闻遐迩。他还是一个撬开原子能工程保险柜的人，一个会 敲巴西邦戈鼓的“科学顽童”。他与施温格（1918-1994） 和朝永振一朗（1906-1979）因在量子电动力学方面所做的 对基本粒子物理学具有深刻影响的基础性研究，共同分享 第七章 机械能守恒定律 了1965年度诺贝尔物理学奖。
一 、追寻守恒量——能量
※从力的观点解释斜面实验小球的高度相等：
h
A
α
β
B
h＇
在斜面无摩擦时：
在A斜面上： a＝gsinα , x＝h/sinα ＝v2/2a h= v2/2g 所以：h＇＝h 在B斜面上： a＇＝－gsinβ x＇＝h＇/sinβ =（0－v2）/2a＇ h＇= v2/2g
第七章 机械能守恒定律
A、 竖直上抛的正在上升的小球．
B、 上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶。 C、 从高处下落的石块． D、 从斜槽上滚下的小球．
2011第一节1、追寻守恒量-能量
在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后， 在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后， 速度越来越小，最后停止。 速度越来越小，最后停止。 （6）柴油的化学能转化为柴油 ） 摆动的秋千，摆幅越来越小，最后停下来。 摆动的秋千，摆幅越来越小，最后停下来。 你用力蹬自行车上一个斜坡。 你用力蹬自行车上一个斜坡。 机的机械能， 机的机械能，再转化为发电机 植物的光合作用 的电能， 的电能，电能又通过电动水泵 用太阳能电池做动力的电动汽车在赛车场上奔 z 转化为水的机械能。 转化为水的机械能。 驰。 用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水， 用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水， 把水从低处抽到高处。 把水从低处抽到高处。 核电站发电。 核电站发电。 核动力潜艇在深海中加速航行。 核动力潜艇在深海中加速航行。
。（克服摩擦 （1）汽车的动能转化成内能。（克服摩擦、空气阻力 ）汽车的动能转化成内能。（克服摩擦、 等做功） 等做功） （2）秋千的动能和重力势能最后都转化为秋千及空气 ） 的内能。（过程中重力和空气阻力做功） 。（过程中重力和空气阻力做功 的内能。（过程中重力和空气阻力做功） （3）人体内的化学能转化为自行车的动能和重力势能。 ）人体内的化学能转化为自行车的动能和重力势能。 （4）太阳能转化为植物体内的化学能。 ）太阳能转化为植物体内的化学能。 （5）太阳能转化为电能，电能又转化为汽车的动能。 ）太阳能转化为电能，电能又转化为汽车的动能。 （6）柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为 ）柴油的化学能转化为柴油机的机械能， 发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能。 发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能。 （7）核能转化为电能。 ）核能转化为电能。 （8）核能转化为核潜艇的动能，以及通过克服水的阻 ）核能转化为核潜艇的动能， 力转化为内能。 力转化为内能。
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费曼
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能量及其守恒
能量的概念 我们能够在牛顿之前，力学领域发现它的萌芽 伽利略的实验已经显现出能量和守恒的思想
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动能
定义：物体由于运动而具有的能量叫做 动能
高速行驶的汽车图片 飞翔的鸟儿
流动的水
以上例子中的汽车分别以20码和60码行驶，哪种情况其动能比较大？
以60码行驶时的动能比较大
对于同一物体，物体的速度越大,动能越大
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能量
物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”，并且把这个量叫做能量或能
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能量有各种不同的表现形式 这里与高度有关的这个能量属于哪种？
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势能
定义：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做 势能 物体的势能能够单独存在吗？ 势能不能单独存在,它是属于物体组成的系统的，并且物体间必须 有相互作用力 物体势能的大小和什么有关？ 势能与两物体的相对位置有关
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人的生命需要摄入 食物中的化学能
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能量究竟是什么？ 你能用一句话说清楚吗？
课件3：7.1追寻守恒量——能量
导入新课 “挽弓当挽强，用箭当用长；射人先射马，擒贼先擒王。”这是 一首杜甫的诗。撑杆跳高运动员总是要充分地助跑才能取得好的 成绩。如图所示，请同学们思考下面的问题： (1)撑杆跳高运动员是以高度来计成绩的，而他为什么要提高自己 的速度呢？难道速度和高度之间有什么联系吗？ (2)这体现了一种什么过程？
一、能量概念的建立
提出问题
思考讨论以下问题：
(1)诺贝尔物理学奖获得者费恩曼曾说：“有一个事实，如果你 愿意，也可以说是一条定律，支配着至今所知的一切自然现 象……”这条定律是什么定律？
(2)举例说明自然现象和人类的任何活动都离不开能量。
(3)伽利略斜面实验说明：“小球”释放后会重新回到原来的高 度，小球好像“记得”自己的起始高度。这一事实说明了什么？
3.实验演示：演示滚摆实验和单摆实验(如图所示),观察滚摆和 单摆的运动情况，分析物体动能和势能之间的转化情况；滚摆 和单摆在运动过程中的高度如何变化？这是什么原因造成的？
归纳总结：滚摆和单摆上升过程中动能转化为势能，下降过程 中势能转化为动能；滚摆和单摆在运动过程中的高度会越来越 小，这是由于空气阻力造成的。如果空气阻力可以忽略，则滚 摆和单摆在运动过程中的最大高度不会变化。
典型例题 例1 在伽利略的斜面实验中，如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略 不计，则下列说法中正确的是（ ） A.小球的动能和势能之和仍然守恒 B.小球的动能和势能之和将增大 C.小球的动能和势能之和将逐渐减小，但总能量还是守恒的 D.以上说法都不正确 解析：若空气阻力和和摩擦阻力不能忽略，那么小球在运动过 程中由于摩擦力的作用不断产生内能，而小球在运动过程中遵 守能量守恒定律，故小球的动能和势能之和将逐渐减小，所以 选项C正确，选项A、B、D错误。 答案：C
2019-2020学年度人教版必修2 7.1追寻守恒量--能量 教案(7)
追寻守恒量--能量一、教材分析➢本节教材选自人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书（物理2·必修）第七章《曲线运动》第一节《追寻守恒量》。
➢教材的内容方面来看，本章节主要讲解了能量守恒定律，指出某一个量守恒，称为能量，并在伽利略的理想实验中得到证明。
对于常见的能量形式给出命名。
最后对伽利略实验分析，得到能量转化的关系。
对于能量有个初步的认识，为后面功、势能、动能的学习奠定坚实的基础，也为后面机械能守恒与能量守恒的理解做好准备。
所以本节是本章的开篇，这样的安排有简单到复杂，符合学生的认识规律。
➢从教材的地位和作用方面来看，本章节是力学中的重要概念，也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一，是对物体力学认识上的升华，它把运动学和动力学联系在了一起，具有承上启下的桥梁作用，也是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分。
在物理学中，能量并不是由功定义的。
能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。
能量的概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。
守恒关系是自然中十分重要的概念，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的，因为它是极为重要的研究方向。
根据这种认识，所以本节从追求守恒量出发引入能量概念，为能量学习奠定了基础并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。
守恒关系是自然界中十分重要的一类关系，通过本节的学习，加强学生对能量守恒关系的认识，重要是物理学的思想和方法的学习。
二、学情分析【知识基础方面】在学习本节课前学生已经对生活中的能量有了深刻的认识对于伽利略实验有一定了解，这为本节课的探究性学习起到了铺垫作用。
【思维基础方面】高一的学生通过初中科学和第一学期的学习，具有了一定的物理思维方法和较强的计算能力，但接受能力尚欠缺，需要教师正确的引导和启发。
【情感态度方面】在学生的生活经验中，能量转化时常发生，但是有一些认识是错误的这就给学生理解能量守恒带来困难。
三、教学目标【知识技能目标】➢理解能量及动能、势能的概念与意义；➢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；➢通过具体的事例使学生对守恒观念有初步的认识；【过程方法目标】➢重温一次伽利略的斜面实验，启发大家对守恒思想的认识。
人教版高中物理必修追寻守恒量——能量-“衡水杯”一等奖
追寻守恒量教学设计四平第一高级中学黄娜教材的地位和作用能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。
能量概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。
守恒关系是自然中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的。
本节从追寻守恒量出发引入能量概念，为能量学习奠定了基础并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。
学习的主要任务“追寻守恒量”一节，主要是使学生了解守恒思想的重要性。
“机械能守恒”这个词学生并不陌生，但是让学生说出自己对它的认识又不是一件容易的事。
在物理学的发展过程中，能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的，能量的概念之所以重要，就是因为它是个守恒量。
守恒关系是自然界中十分重要的一类关系，通过本节的学习加强对守恒关系的认识，重要是物理学的思想和方法的学习。
新课标要求（一）知识与技能1理解能量及动能、势能的概念与意义；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通过具体的事例使学生对守恒观念有初步的认识。
（二）过程与方法1重温一次伽利略的斜面实验，启发大家对守恒思想的认识；2利用自制教具单摆的演示和分组实验（弹簧振子、滚摆、完全弹性碰撞小球），帮助同学们建立能量守恒的观念。
（三）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。
教学重点理解动能、势能的含义。
教学难点在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。
教学方法教师启发、引导，学生自主实验、思考，讨论、交流学习成果。
教学工具计算机、投影仪、CAI课件、录像片、实验仪器。
教学过程（一）引入新课教师活动：列举生活中守恒量的例子，让学生初步体会守恒思想在人类生活中的重要性。
学生活动：积极思考，列举实例。
学生代表发言，其他同学补充。
教师活动：总结点评学生的发言情况，引出课题。
（二）进行新课1、对能量概念的学习教师活动：演示单摆运动，让学生探讨小球的高度变化。
7.1_追寻守恒量——能量
机械能守恒定律
化学能
化追寻守恒量——能量
伽利略理想实验 我们看到怎样的现象呢？
观 察
小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一 个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？
h
A
B
h
伽利略理想斜面实 验（斜面均光滑）
小球高度降低的同时，速度在增加；高 度升高的同时，速度在减小。
竖直上抛运动的小球，首先由动能转化 为势能，达到最高点时，动能为零，势能最 大，在下落时，势能逐渐减小，动能逐渐增 大，势能又转化为动能．在小球运动的过程 中，小球的机械能总量保持不变．
5. 将一物体从粗糙斜面上滑下来，最终 停到水平面上，这一过程中的能量转化？
它们都具有动能
足球 汽车
火箭
想一想
用“能量”怎样描述伽利略斜面 实验
当小球由最高点沿斜面 A 运动到达最低点 时，能量怎样变化？
v0 = 0
h
势能去了 哪里？
A
参考面 势能消失 全 部
动能 速度最大
B
小球到达最低点 高度为0 （参考面）
动能势能 之和
课堂练习
1. 下列实例中,动能转化为势能的是 (
名词解释
相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量叫做势能（potential energy）。
它们具有势能
杠铃
被弹高的人 球
h
A
v
B
在伽利略斜面实验中，释放小球后， 小球开始运动，获得速度，小球被赋予一 种形式的能量——动能。
名词解释
物体由于运动而具有的能量叫做 动能（kinetic energy）。
h
A
α
β
B
h
实验表明斜面上的小球在运动过程中 好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度 相关的某个量）。 后来的物理学家把这一事实说成是 “某个量是守恒的”,并且把这个量叫 做能量或能。
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7.1追寻守恒量——能量一学习目标知识与技能：1、理解动能、势能及能量的概念与意义.知道守恒是自然界的重要规律，初步领会能量转化、变中有恒的思想。
2、能独立分析伽利略理想余面实验的能量转换和守恒关系3、了解动能、势能的概念。
会分析生活中有关机械能转化的问题,能列举不同形式的能量可以相互转化并守恒的实例二过程与方法：1、体会伽利略分析问题的精妙，学习分析事物本质的方法,领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法。
2、在列举事例过程中体会费恩曼所说话的深刻内涵，体会转化与守恒的普遍性。
三情感态度与价值观：1、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。
2、通过“追寻守恒量”，使学生了解守恒思想的重要性，初步树立能量转化与守恒的观，学会从物理现象中探求事物本质的科学态度和研究方法3、通过学习，要善于把实际问题理想化四学习重点理解动能、势能的含义，体会能量转化、守恒的普遍存在性。
五学习难点培养创新能力，使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后，能意识到存在的巨大使用前景。
三、教学方法在课堂中通过教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
调动学生学习的积极性，提高学生课堂学习的效率，培养学生的协作精神。
四、教学器材单摆（滚摆）、视频材料、多媒体课件等。
教师活动学生活动1.提出问题：在一个大热天，小强和小明呆在小强家里玩游戏，两人热得是满头大汗，可小强家里没有空调，怎么办呢？最后还是小明反应快，他对小强说：“你家不是有冰箱吗，咱们把冰箱的门开着，不就可以降温了吗！”于是，他们把门窗关好，把冰箱门开着，他们能达到预期的效果吗？2.播放能量转化的资料，让学生观看后思考：有哪些能量发生了转化？3.指导学生列举生活中能量转化的例子，让学生初步体会“能量”在人类生活中的重要性。
4.总结点评学生的发言情况，引出课题。
1.积极思考，讨论，学生代表发言，其他同学补充。
2.观看资料，进行思考。
2.列举实例。
在各自独立思考的基础上相互交流。
（二）通过常见的实例，说明能量是一个守恒量教师活动学生活动1.引导学生回忆能量转化的一些现象；2.让一位学生大声朗读教材开头费恩曼的话，让学生体会能量守恒定律的重要性。
3.课件展示“伽利略斜面实验”，通过动画展示，让学生感受到“有某一量是守恒的”。
1.回忆并说出前面的一些能量转化的现象。
如：生活中的4.教师指导学生总结，得出“能量”的概念。
5.引导学生阅读教材，并用能量的观点，解释“小球”释放后为什么会重新回到原来的高度。
6.解释：当小球在斜面1上向下滚时，重力沿斜面向下的分力使小球做加速运动，小球的速度越来越大；当小球滚上斜面2时，重力沿斜面向下的分力使小球做减速运动，小球的速度越来越小。
但从动力学的角度不能解释小球为什么会到达与斜面1上等高的地方，不会高也不会低。
事实上，这一特点说明小球在运动的过程中，有一个量是不变的，即守恒的。
这个量就是能量或能。
7.提出问题：如果不采用能量的概念，用我们以前的语言能否解释这个实验？这种描述具有什么局限？摩擦生热；水电站发电；电动机带动水泵，等等。
2.大声朗读费恩曼的话。
3.阅读本节第四自然段。
（三）动能、势能的概念（从实际例子中引出概念）教师活动学生活动 1.课件展示滑雪运动员从高处滑下来的“势能和动能的相互转化”例子，通过动画展示，建立势能和动能的概念，并让学生感受到“势能和动能”是可以转化的，但总和是不变的。
2.做演示实验：把绳烧断，让压缩的弹簧放松把上面的砝码举起，说明压缩 1.认真观看课件演示，用心体会，并 发表见解。
2.思考老师的问题，讨论后学生代表发言。
3.阅读P3第三自然段。
4.领会动能、势能的概念。
的弹簧具有能量。
3.在师生相互交流的基础上归纳总结出动能势能的概念。
4.演示滚摆实验。
5.针对学生的回答进行点评。
6.播放一段古代的战争场景，比如秦军的箭阵的录像。
让学生认识到：国家之间的竞争实质上就是科学技术的竞争。
5.分析滚摆上升和下降过程中的能量转化，并思考：滚摆为什么上升高度会越来越小？6.进一步讨论：“伽利略斜面实验”小球要达到与斜面1等高的地方，必须满足什么条件？7.感受到：不论古今科学技术的发展，都对社会生产和生活产生了巨大而深远的影响。
（四）巩固练习，评估，交流，小结教师活动学生活动1.引导学生回顾本节学习内容，组织学生在相互交流的基础上小结。
2.指导学生完成课后练习。
3.对本节学习情况进行积极评价。
1.按要求回顾本节内容；相互间交流、讨论，进行小结。
2.在老师的指导下完成练习。
3.体会学习物理的乐趣。
六、板书设计7.1追寻守恒量1．能量：能量是一个守恒量，而且它有不同的表现形式。
2．势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
（1）重力势能：其大小与物体所处高度和物体质量有关。
（2）弹性势能：其大小与弹簧的形变量的大小有关。
3．动能：物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和运动速度大小有关。
4．动能和势能可以相互转化，且总能量保持不变。
5．机械能可以和其他形式的能相互转化，总能量保持不变。
七、本设计主要特点本节课--注重学生学习过程的亲身感受，体现了“自主性学习”和“探究性学习”的教学思想。
其主要特点是：1.结合生活实例，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，提高课堂教学和学习的效率。
2.在学法上突出学生自主发现问题，开展合作交流，引导分析总结等以学生为主体的特点。
尤其关注课堂教学过程中学生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。
课堂练习1.下列现象中，物体动能转化为势能的是（）A.秋千在最高处荡向最低处B.张开的弓箭水平射出去箭C.骑自行车匀速驶上斜坡D.正腾空上升的礼花弹2.伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同的高度，决不会更高一点，也决不会更低一点。
这说明，小球在运动过程中有一个物理量是不变的，这个物理量应该是（）A.弹力B.势能C.速度D.能量3.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流星在夜空中坠落，并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。
上述不同现象中包含的相同物理过程是（）A.物体的动能转化为其它形式的能量B.物体的势能转化为其它形式的能量C.物体的机械能转化为其它形式的能量D.其它形式的能转化为物体的机械能4.关于伽利略的理想实验，有下列实验和推论：A.减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。
B.两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
C.如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。
D.继续减小第二个斜面的倾角到零，小球将沿水平面做持续的匀速直线运动。
在此实验中：事实是；推论是。
课后练习1.诺贝尔物理学奖获得者费恩曼曾说过：有一个事实，如果你愿意，也可说一条定律，支配着至今所知的一切现象……这条定律就是A.牛顿第一定律B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律D.能量守恒定律2.下列说法正确的是①“力”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念②“能量”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念③“力”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一④“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一A.①③B.②④C.①④D.②③3.如图所示，电动小车沿斜面从A匀速运动到B，则在运动过程中A.动能减少，势能增加B.动能不变，势能增加C.动能减少，势能不变D.动能不变，势能减少4.如图所示，一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动，图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置，其中a、c等高.在小球摆动的整个过程中，动能最大时是在点，在点势能最大；如果没有空气阻力的影响，小球在a点的动能等于（填“大于”、“等于”或“小于”）在c点的动能.5.伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点。
如果在E或F处钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点。
这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，其末速度的大小A.只与斜面的倾角有关B.只与斜面的长度有关C.只与下滑的高度有关D.只与物体的质量有关6．.如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。
通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图像如图（乙）所示，则A.时刻小球动能最大B. 时刻小球动能最大C. ~这段时间内，小球的动能先增加后减少D. ~这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能板书设计一、伽利略斜面实验表明“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。
二、能量1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
2、动能：物体由于运动而具有的能量。
三、“追寻守恒量”的意义1t 2t 2t 3t 2t 3t1、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。
2、重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。