7.1追寻守恒量
7.1追寻守恒量
7.1追寻守恒量学案一、学习目标：1、理解动能、势能及能量的概念2、会分析动能与势能间的相互转化3、了解寻找守恒量的过程、方法及意义二、学习内容：体验追寻守恒量的过程与方法，从中得出动能、势能及能量的概念，会分析动能和势能间的相互转化。
三、问题导学：德国物理学家诺贝尔物理学奖获得者劳厄曾说过：物理学的任务是发现普遍的自然规律，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。
既然如此，这节课我们就共同学习“追寻守恒量”一节。
思考1、在伽利略的理想实验中，你发现有一种什么样的启发性的事实？这一事实说明了什么？在伽利略的理想实验中，我们先分析小球的运动特点，小球沿斜面滑下时，高度降低、速度增大；而小球沿斜面滚上时，高度增加、速度减小。
由此可知，小球凭借位置而具有的能量减少时，由于运动而具有的能量就增加，反之依然成立。
这就体现出一个守恒量-----能量。
思考2、阅读教材,完成以下题目：⑴势能：注意：①两物体间有相互作用力，物体才会有势能②势能是与两物体相对位置有关的能量⑵动能：⑶在伽利略的理想实验中，小球的和相互转化，但二者的总量是的。
思考3、举出生活中的一个例子，说明不同形式的能量之间可以相互转化。
你的例子是否向我们提示，转化过程中能的总量保持不变？思考4、如果不采用能量的概念，在伽利略的理想实验中能不能寻找到某个量是守恒的？四.知识要点1．寻找规律的基本步骤(1)观察和实验观察自然现象和实验现象是物理学研究的基本方法，伽利略通过对小球运动现象的观察和分析（如图），得到牛顿第一定律的基本内容：“如果斜面是光滑的，小球将一直沿水平直线运动下去。
”同时得到：“无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球总会在斜面上的某点停下来，这点距斜面低端的竖直高度与它出发时的高度相同”的观察结论。
(2)推理和概括通过对观察结论的分析和概括，抓住主要矛盾，忽略次要因素或干扰因素，抽象出物理的本质（规律性的东西），完成由感性向理性的上升。
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。
71追寻守恒量教学设计
课时教学设计首页授课时间: 年月日课时教学流程甲：高度不变；乙：能量不变；丙：机械能不变；太原市教研科研中心研制1、小球经历了先加速后减速的过程2、在加速过程中，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，太原市教研科研中心研制太原市教研科研中心研制太原市教研科研中心研制课时教学设计尾页太原市教研科研中心研制7.1追寻守恒量学生学案1．在伽利略的斜面理想实验中（斜面光滑），以下说法正确的是( ) A．小球从A到B运动的过程动能保持不变B．小球从A到B运动的过程势能减少C．只有小球从B到C运动的过程中动能和势能的总和不变D．小球在斜面上运动的最大距离等于AB2．下列实例中,动能转化为势能的是( )B．上紧发条的玩具汽车正在行驶.C．从高处下落的乒乓球D．从斜槽上滚下的钢珠3．关于伽利略的斜面实验,以下说法正确的（）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.4. 关于能量概念的说法正确的是( )A．能量的概念是牛顿首先提出的一个力学概念.B．能量的概念是伽利略提出的,并用斜面理想实验来验证能量的存在.C．人们从伽利略的斜面实验得到启发,认识到引入能量概念的重要性.D．以上说法都不正确.参考答案：1.B 2.A 3.BCD 4.C教学设计评价：学习本节的主要任务:“追寻守恒量”一节，主要是使学生了解守恒思想的重要性。
学生在学习本节课前已经学习了能量的有关知识，在过去的教学中，是先学习能量的概念，而后研究一两个具体问题，发现动能与势能之和在某些过程中不变，由此引出机械能守恒定律。
“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。
追寻守恒量.doc
第七章：机械能守恒定律7．1追寻守恒量 能量教学目标：1．理解动能、势能及能量的概念2．能独立分析伽利略理想斜面实验的能量转化和守恒关系。
3．能列举不同形式的能量可以相互转化并守恒的实例。
教学重难点：1． 理解动能、势能含义2． 体会能量守恒的普遍性教学过程：一、伽利略斜面实验：1． 证明： 设小球到达低端速度为v ，则： gv g v h 2sin sin 22112==θθ gv g v h 2sin sin 22222=='θθ 故h h '= 2． 小球运动特点：↓↑↑↓v h v h ,;,（有所得必有所失）3． 引入：小球在运动过程中有没有什么量保持不变呢？二、能量的概念：1．几种常见的能量：（1）势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能（2）动能：物体由于运动而具有的能量叫动能2．不同形式能量可以相互转化（1）下滑过程：势能→动能（2）上升过程：动能→势能（3）整个过程中，动能与势能的和守恒3．能量的概念：在不同形式的能量的转化过程中，有某一个量保持不变，把这个量叫做能量。
能量是各种形式的能量的总称。
4．能量转化的条件：必须要有力对物体做功，才会出现能量的转化。
例1：竖直上抛过程中，能量是怎么转化的？什么守恒？例2：粗糙水平面上，一物体以一定初速度滑动直到停止，能量是怎么转化的？什么守恒？h ′课后练习：1.伽利略的斜面实验反映了一个重要事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，小球必将准确地终止于同它开始点相同的点，绝不会更高一点，这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”是( )A 弹力B 速度C 势能D 能量2.与物体的重力势能有关的因素是（）A 物体的质量B 物体的速度C 物体和参考平面之间的高度差D 物体的几何尺寸大小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，下列说法正确的是( )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4．伽利略斜面理想实验使人们认识到引入能量概念的重要性。
高中物理课件 7.1.追寻守恒量
1．追寻守恒量 【知识目标】 1．理解能量．知道动能和势能的物理意义． 2．能独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换 关系． 3．知道能量这个物理量是如何产生的． 4．举例说明不同形式的能量之间是可以相互转 化的．
【重点】 理解动能、势能的含义，体会能量守恒的思想． 【难点】 在动能和势能转化的过程中体会能量守恒．
我们中国人早就知道利用水资源做功． 据《天工开物》记载，有的水车利用水 的势能做功，有的水车则通过人力做功增加 水的机械能，以灌溉农田． 19世纪在许多领域电能做功取代了蒸汽 的内能做功，人们利用水力、火力、风力、 地热、潮汐等发电。 如今人们已经掌握把原子能转化为电能 的技术．
能量在人们生活中占有十分重要的地位．
我们把动能和势能的总和统称为机械能
例1 举出生活中的一个例子，说明不同形 式的机械能之间可以相互转化．
你的例子是否向我们提示，转化过程中能 的总量保持不变?
做自由落体运动的物体在下落过程中，势能 不断减少，动能不断增加，在转化的过程中，动 能和势能的总和不变．
例2 下图表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、 撑杆起跳、越横杆．试定性地说明在这几个阶段 中能量的转化情况．
当伽利略释放小球后，小球开始运动，获得
速度，当它到达斜面的底部时，已经处于桌面的 平面上．势能消失，转化成动能．
当小球继续沿另一斜面升高时，它会变慢，
因而不断失去动能，但它的高度在增加，势能不 断被“回收”，当小球到达最高点时，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．
点拨：现在人类使用的煤形成于古代，是由
古代的太阳能被古代的植物吸收发生光合作用转 化为化学能后，这些古代的植物在漫长的地质变 迁过程中转化成了煤．因此，可以说煤所具有的 化学能来源于古代的太阳能．
新人教版高中物理必修二(课件)7.1 追寻守恒量 (共39张PPT)
一、追寻守恒量 思考 小球为何总能到达出发时相同高度处？
势能 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量 动能 物体由于运动而具有的能量
一、追寻守恒量
思考 为啥到达同一高度？ 某种东西在过程中不变 能量 守恒
用能量观点解释伽利略实验 球提高 势能 释放 动能 势能转化为动能
升高 动能转化为势能 到达等高处
一、追寻守恒量
伽利略实验的重要贡献：引入能量概念。
一个 物体能够对外做功，就说这个物体具 有能量 能量是表示做功本领大小的物理量
一、追寻守恒量 单摆运动
能量 守恒
一、追寻守恒量 小球运动
能量 守恒
一、追寻守恒量 牛顿摆 能量 守恒
一、追寻守恒量
功与能量 物体在力作用下能量发生变化时，该力一定对 物体做了功。
二、功
（3）当90° ＜θ≤180°时，
－1 ≤ cos θ ＜0.W为负值。 力对物体的运动起阻碍作用。 力对物体做负功或者说物体克服力F做正功。
注意
1.讲“功”一定要指明是那个力对那个物体的功。
二、功
2.功是标量：
功只有大小没有方向,是标量。功的正负既不是描 述方向也不是描述大小而是表示这个力对物体做功 的效果。 3.力对物体做负功即物体克服力F做正功
3公式适用条件： 恒力对物体做功
二、功
4.功的单位： 焦耳（牛.米） 思考 1J的物理意义是（1）当0≤θ＜90°时，
0 ＜cos θ ≤1.W为正值， 力对物体做正功。力对
物体的运动起推动作用。
（2）当θ= 90°时， cos θ =0，W=0.力对物 体不做功。力对物体的运动既不推动也不阻碍。
7.1《追寻守恒量》
观 察
h
A
B
h
伽利略理想斜 面实验（斜面 均光滑）
小球运动中，有无 守恒量（即有没哪 个物理量保持不 变）？
能量无处不在
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。
用“能量”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？
解析：B、C、D中均为势能转化为动能． A中为重力势能转化为小球的动能．
2.下列过程中什么样的能量转化? 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.反复弯折铁丝，铁丝发热。
想一想
v0 = 0
h
势能去了 哪里？
A
参考面 势能消失 全 部
动能
B
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？
课堂练习
1. 下列实例中,动能转化为势能的是 (
A. 竖直上抛的正在上升的小球．
A
)
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．
7.1追寻守恒量
蓟县一中2013-2014学年度第二学期教案高中一年级物理学科第11 周第1 课时课题7.1追寻守恒量授课教师教学目标知识与技能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。
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(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运动的能量，培养学生热爱生活的情趣。
教学重点难点对守恒思想的领会，对科学研究过程的体验，对能量、动能、势能等概念的理解。
教学方法媒体手段多媒体，铁架台，小球与细线，滚摆。
教学反思在物理学中，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。
守恒关系是自然界中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的。
根据这种认识，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。
教学过程一、教学引入1、寒假期间，邻居的两个小孩被你领进一个小房间里下棋。
你关上房门外出办事回来后，发现棋子散了一地。
你带领两个孩子一起收拾棋子，把棋子在盒子里排放整齐后，发现还缺少6颗。
你们一起找啊找，门后有1颗，墙角有1颗，杯子里面也有1颗，还有3颗就是找不到。
但是你们还是继续找，地毯下又找到了2颗。
最后一颗在哪里呢？你发现窗户打开着，探出头一看，草地上还有一颗！支撑你们继续寻找的信念是什么？2、如右图所示，小球从斜面A上距地面高度为H处滚下来，又滚上斜面B，若地面和斜面都是光滑的，两个斜面的倾角都未知，试用我们学过的知识证明：小球滚上斜面B的最大高度也一定等于H!二、新课教学1、一个采购员，带着1000元现金到一些商店采购了几样物品，但未即时把购买每件物品所用的钱记在笔记本上，回单位报帐时，从口袋时掏出了6张发票，合计金额为650元，而剩下的现金只有280元。
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学生活动：认真观看课件演示，用心体会。
教师活动：教师帮助学生总结，得出“能量”的概念。
2、对势能、动能概念的学习
教师活动：课件展示“势能和动能的相互转化”，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。
五、作业：
【板书设计】
教学后记：
主备人:
培养学生观察问题分析问题的习惯，培养学生的探究意识和进一步学习的欲望。
教师穷追不舍，设置疑问，进一步激发学生的探究意识和学习的欲望。
四、课堂小结：
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
学生活动：认真观看课件演示，用心体会，并发表见解。
教师活动：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。
教师活动：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？
学生活动：思考老师的问题，讨论后学生代表发言。
教师活动：针对学生的回答进行点评。
课 题
7.1追寻守恒量
备课时间
上课时间
总课时数
课程目标Байду номын сангаас
知识与
技能
理解动能、势能及能量的概念与意义。
过程与
方法
会分析动能与势能间的相互转化。
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。
教学过程
二次备课
（一）引入新课
教师活动：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。
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：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。
实例探究：关于机械能相互转化的实例分析
［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？
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。