7.1追寻守恒量能量
7.1追寻守恒量-能量
7.1、追寻守恒量
山东烟台招远 张长庚
观 察
h
A
B
h
伽利略理想斜 面实验（斜面 均光滑）
证 明
h
A
α
β
B
h’
在A斜面上：a＝gsinα x＝h/sinα＝v2/2a 在B斜面上：a’＝－gsinα x’＝h’/sinβ=（0－v2）/2a ＝v2/2a ∴h’＝h
能 量
伽利略斜面实验表明，小球在运动过程 中，“有某一量是守恒的”，这个量叫 做能量或能。
说明：能量与物体的运动相对应，是对 物体不同运动形式的统一的量度，不同 的运动形式对应不同的能量。
几 种 常 见 的 能 量 形 式
相互作用的物 体凭借其位置 而具有的能， 叫做势能。
物体由于运动 而具有的能， 叫做动能。
分 析
h
A
B
h
在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?
伽利略理想实验
A
等
高
C
B
A到B 动能增加,势能减少 B到C 势能增加,动能减少
思 考 做自由落体的小球的势能和动能如何转换？ 改成竖直上抛呢？
小 结
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 1、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。
高中物理必修二课件-7.1追寻守恒量——能量9-人教版
可能解决方案：①借助打点计时器②通过数码摄像拍摄，并经过后期处理③让 小球摆到最低点时立即变成匀速直线运动、平抛运动，间接测速度④是否可以用力 的传感器测绳中拉力，间接算出最低点速度。……
可视为质点的小球自由落体运动，途径1、2两位置，设位置1处，小球的速
度为大小，为试找，寻离两地个高高度度为与两，个设速位度置之2间处v的1，关小系球。的速度大小为h1，离地高度
v2
h2
1 1
2 2
可视为质点的小球以某一初速度做平抛运动，途径1、2两位置，设位置1处，小
球 度的为速度，大试小找为寻两个，高离度地与高两度个为速度，之设间位的置关2处系，。小v球1 的速度大小为 ，离h1地高
让我们从碰到的问题中再次 开始吧！
小球在如图所示的一光滑斜面上运动过 程中,途径1、2、3两位置，1、3位置中是 否还存在上述所述的高度和速度的关系 呢？
1 2 3
既然存在上述关系，我们可以采取极限的方法，将单摆运动过程中的圆轨迹无 限分隔成无穷多的直线，“划曲为直”，从理论上验证之。
设计实验检验：
1.追寻守恒量——能量
物体本身具有的属性——惯性
惯性反映了物体自身具有追求不变、追求简单的一种性质。
变情况？
在纷繁复杂的变化中，是否永远具有一种不变、一种守恒呢？守恒定律是 否统一着整个自然界呢？
麦克斯韦的电磁波理论 爱因斯坦的相对论
就像水一样，不同形态之间，在一定条件下可以相互转换，不同形式的能量 之间存在着相互转换，根据其表现形式的不同，我们可以将其进行相应的分 类，分别冠以不同的名称。
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。
优选7.1追寻守恒量--能量bcq
你知道 吗？
能量的基本观点
自然界中一切现象都对应着一定 的能量形式
自然界中任何一种变化过程都伴 随着一定形式的能量转化
各种形式的能量在转化或转移过 程中能量的总量保持不变
课堂练习１
例1. 下列实例中,动能转化为势能的是 ( A )
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. 正由近地点向远地点运动的人造卫星． D. 从斜槽上滚下的小球．
课堂练习４
例4 试分析下列过程中各种形式的能量是如 何转化的？
①汽车沿盘山公路匀速爬坡。 ②降落伞在空中匀速下降。
①重力势能增大，动能不变，化学能转化为 重力势能和内能
②重力势能减小，动能不变，重力势能转化成 内能
量守恒”，并且把这个量叫做能量或能
伽利略理想斜面实验中的能量
在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高 度时，小球被赋予一种形式的能量——势能，小球在 斜面上滚动而具有的能——动能。
两个能量概念
相互作用的物体凭借其位 置而具有的能量叫做势能 （potential energy）。
物体由于运动而具有的能量 叫做动能（kinetic energy）。
课堂练习２
例２．下列过程中属于内能转化为机械能的
是( A )
A．放爆竹时，爆竹腾空飞起
B．冬天人们在阳光下取暖
C．用酒精灯给水加热
D．反复弯折一根铁丝，铁丝变热
课堂练习３
例３.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，则下列说法正
确的是( C )
A 动能和势能之和仍然守恒 B 动能和势能之和将增大 C 动能和势能之和将逐渐减小，但总能量还 是守恒 D 以上说法均不正确
学案6：7.1-7.2追寻守恒量——能量 功
7.1 追寻守恒量——能量7.2 功【学习目标】1．相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能；物体由于运动而具有的能量叫做动能。
在伽利略的斜面实验中小球的动能和势能可以相互转化。
2．如果物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。
3．功的公式W＝Fl cos α，α为力与位移方向的夹角。
该公式只能计算恒力做的功。
4．功是标量，但有正负之分。
当力促进物体的运动时，做正功；当力阻碍物体的运动时，做负功。
5．当几个力对物体都做功时，这几个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功。
【自主预习导学】一、追寻守恒量1．伽利略的实验探究如图所示：过程让小球从斜面A滚落，它会继续滚上斜面B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，这现象点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度结论这一事实说明某个量是的，在物理学中我们把这个量叫做能量或能2.势能：相互作用的物体凭借其而具有的能量。
3．动能：物体由于而具有的能量。
4．势能和动能的转化：从伽利略的斜面实验可以看出，势能和动能可以相互转化。
小球从斜面上某一高度滚落至斜面底端的过程中转化为；小球从斜面底端沿斜面升高时，又转化为，若忽略空气阻力和摩擦，在动能与势能转化过程中能量是守恒的。
[说明]伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础之上的。
这类理想实验以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。
采用理想实验说明问题是物理学的一种常用方法，理想实验在物理学的发展中起着重要的作用。
[选一选]在伽利略的斜面实验中，小球停下来的高度为h1，与它出发时的高度h2相同，这一事实说明“某个量是守恒的”，下面说法中正确的是()A．小球在运动的过程中速度是守恒的B．小球在运动的过程中高度是守恒的C．小球在运动的过程中动能是守恒的D．小球在运动的过程中能量是守恒的二、功、功的正负1. 功的概念：物体受到力的作用，并在的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
课件7： 7.1 追寻守恒量——能量
最高点时,其全部动能转化为势能,小球相对桌面的高度又
达到它在实验起始时的高度。
主题2:能量守恒的应用
问题: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O'点挡住摆线,
看一看这种情况下小球所能达到的高度。
的”,这个量叫作能量。
b.相互作用的物体凭借其位置而具有的能,叫作势能。物体由于
运动而具有的能,叫作动能。小球在下降过程中,势能在减少,但
动能在增加。沿斜面B向上滚时,动能在减少,而势能在增加。
在这些变化过程中,能量只是在转化来转化去,但并未丢失。
c.当小球继续沿另一斜面上升时,它会变慢,因而不断失去
的加速度与运动方向相同,速度增大;小球从最低点向上运动
时,重力沿运动轨迹切线方向的分力产生的加速度与速度方
向相反,速度减小,故小球在最低点速度最大。用能量的观点
解释:小球在往复运动的过程中,小球的动能和重力势能相互
转化,能的总量保持不变。小球在最高点时动能为零,重力势
能最大,在最低点时动能最大,重力势能最小。
一个斜面,斜面弹力是不同的,势能先减小后增大,速度先增大
后减小,所以A、B、C错,不变的“东西”应该是能量,包括动能
和势能,D对。
2.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
②如果两个斜面是曲面的话,小球还能上升到原来的高度吗?
你还能用上面的方法定量计算吗?
③阅读教材相关内容,回答以下问题。
a.伽利略斜面实验所研究的问题中的“守恒量”叫作什么?
高中物理人教版必修二7.1【教学设计】《追寻守恒量——能量》
《追寻守恒量——能量》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，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。
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。
【知识与能力目标】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。
【过程与方法目标】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(如单摆、滚摆)的演示，帮助同学们建立能量守恒的观念。
【情感态度价值观目标】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。
【教学重点】1.对守恒思想的领会,对科学研究过程的体验。
2.理解动能、势能的含义。
【教学难点】认识到守恒是自然界的重要规律。
多媒体课件，单摆一、创设情景引入新课课件展示生活小故事：两个同学下象棋,不小心棋盘被打翻了,一颗棋子找不到了,一位同学就找啊找,最终在房间的一个角落找到了,支持这位同学坚持找下去的信念是什么?交流讨论：你还知道哪些量是守恒？教师总结点评引入本节课题。
板书：追寻守恒量——能量二、新课教学（一）能量是一个守恒量1.引导学生回忆能量转化的一些知识与现象。
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.图片展示生活中各种各样的能量让学生感知能量无处不在。
4.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）学生描述小球在理想斜面上的运动过程（2）分析各个过程运动和力的关系，并用所学知识证明小球能“记住高度”（3）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。
教学设计19：7.1 追寻守恒量——能量
7.1 追寻守恒量——能量【课标要求】（一）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。
（二）过程与方法（1）通过伽利略的斜面实验，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。
（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）观察一个物理现象总是很容易的，但从中分析并得到物理规律却不容易，有一句俗语“会看的看门道，不会看的看热闹”，望同学们都做有心人。
【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，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
【教学过程】一、新课引入引入一：老师：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：“机械能守恒”这个大家并不陌生，请同学说出自己对它的认识？引入二：人常常会看到一些百思不得其解的现象。
一颗小不点儿的种子，会发芽，会成长；鹅黄的幼芽会成长为一棵亭亭如盖的巨树。
这些构成树木的物质是从哪儿来的呢？是无中生有的吗？木头燃烧后只剩下一点点灰；蜡烛燃烧后变得无影无踪。
它们都到哪儿去了呢？每到秋天，大地铺满了落叶；可是，春天来了，这些落叶又不知到哪儿去了，难道是不翼而飞了吗？由此可见，在很久以前人们就在变化中寻找不变的东西了。
其实，尽管这个世界是千变万化的，但这种变化并不是没有规律的，主宰这些变化过程的是某些守恒量。
让我们一起来追寻这些守恒量吧！二、新课讲解（一）对能量概念的学习讲解一：今天，我和同学们一起来寻找一个守恒量，此守恒量在物理学中贯穿始终，非常重要的一个物理量，这也是牛顿老前辈的遗憾之一，其实有牛顿之前，伽利略的斜面实验就已经显露出了这种守恒思想，我们来看看伽利略的理想斜面实验：分析运动过程的特殊状态：下滚过程和上滚过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课题：7.1追寻守恒量----能量
学习目标：
1、知识目标：理解动能、势能及能量的概念，能列举不同形式的能量可以
相互转化并守恒的实例。
2、能力目标：能独立分析伽俐略理想斜面实验的能量转换和守恒关系
3、德育目标：初步领会能量转化、变中有恒的思想，学会用守恒思想看待问题。
重点难点：
1、理解动能、势能的含义
2、体会在动能和势能的转化过程中能量守恒
知识链接：
通过初中的学习，同学们已经知道能量有各种形式，也初步学习了动能、势能和
机械能的概念。
方法指导：自学讨论与启发结合
学习内容：
自主学习：（预习）
请同学们自已阅读课本Ｐ55--156
页内容，独立思考后完成下列问题：
1、伽利略在斜面实验中（如图所示），
发现一个启发性的事实：无论斜面陡
些或缓些，小球最后总会在斜面上的某点速度变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度。
在物理学中，我们把这一事实说成是“某个量是的”，并且把这个量叫做或能。
2、势能：相互作用的物体凭借其而具有的能力叫做势能。
3、动能：物体由于而具有的能量叫做动能。
4、在小球沿斜面滚下的过程中，高度减小了，相应的减少，而小球的速度变大，增加；当小球沿斜面升高时，会变慢，因而减少，但它的高度在增加，增加，当小球的速度变为0时，其全部都转化为。
动能
可以转化为势能，势能也可以转化为动能，二者的转化可以。
5、如图所示的漫画，其中也有着一定的物理规律：人在荡秋千时，
是能和能之间相互转化，这两种能又统称为能.
（不计空气阻力）
合作探究：
1．在如图所示的实验中，小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下，每次都能到达右端与A 等高的B点．关于其原因，下列说法中正确的是( )
A．是因为小球总是记得自己的高度
B．是因为小球在运动过程中，始终保持能量守
恒
C．是因为小球在运动过程中，始终保持势能守
恒
D．是因为小球在运动过程中，始终保持动能守恒
2．下面的物体中，只具有动能的是( )，只具有势能的是( )，既具有动能又具有势能的是( )．(以地面为参考平面)
A．停在地面上的汽车 B．在空中飞行的飞机 C．压缩的弹簧
D．被起重机吊在空中静止的货物 E．正在水平铁轨上行驶的火车
3．下列过程中有什么样的能量转化？
A．放爆竹时，爆竹腾空飞起．_____．__________
B．冬天人们在阳光下取暖．_________．________________
C．用煤气灶烧水．_____________．________________
D．反复弯折的铁丝发热．___________．___________
达标检测：【巩固基础知识学习、灵活应用（试题分A类、B类，其中A类相对简单）】
A类：
1．关于伽利略的斜面实验,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．实际上,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.
2.诺贝尔物理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
3.从斜面A的某一高度由静止滚下，并运动到斜面B的同一高度，在这个过程中小球的速度和高度是如何变化的？
B类：
1．如图所示，滚摆在上下转动时，能量如何转化？能的总量是
否保持不变？
2．如图所示，滚摆在上下转动时，能量如何转化？
能的总量是否保持不变？
学习小结：（总结归纳学到的知识）
学后反思：（对知识、方法与技能的认识）。