1、7.1 追寻守恒量教案【学习目标】1.知道守恒是自然界的重要规律.2.知道相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能.3.知道物体由于运动而具有的能量叫做动能.4.初步领会能量转化、变中有恒的思想.【方法指导】通过“追寻守恒量”，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. 体会伽利略理想斜面实验的过程和探究方法，学会分析动能与势能间的相互转化.通过学习，了解把实际问题理想化的意义.【自主学习】1.伽利略在斜面小球实验中，发现一个启发性的事实：无论斜面陡或缓，小球总会在斜面上的某点停下来，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度 .在
2、物理学中，我们把这一事实说成是“某一量是 的”，并且把这个量叫做 或 .2.相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做 .3.物体由于运动而具有的能量叫做 .你答对了吗? 1.相同 守恒 能量 能 2.势能 3.动能【重点突破】重点问题1. 动能和势能的概念友情提示:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，物体的势能与其相对位置有关；物体由于运动而具有的能量叫动能，当物体的运动状态保持不变时，物体的动能就保持不变.典题精析例题1. 如图7-1-1所示，电动小车沿斜面从A匀速运动到B，则在运动过程中 （ ）图7-1-1A.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
3、变，势能减少解析： 小车沿斜面从A运动到B，位置升高势能增加；小车沿斜面匀速运动，速度大小不变，故物体的动能不变.只有选项B正确.答案: B点拨：不要认为物体沿斜面向上，动能一定减小，要根据物体的速度进行判断.变式练习1. 在例题1中若小车沿斜面从B匀速运动到A，则在运动过程中，其动能和势能怎样变化？答案： 动能不变，势能减小重点问题2. 动能和势能的转化友情提示: 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.例题2. 如图7-1-2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
4、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.图7-1-2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 等于点拨：在a、c点动能最小，均为零.在b点势能最小，但不一定就是零变式练习 2. 在例题2中，试分析小球从a点摆至c点过程中，动能和势能的转化情况.答案： 小球从a点摆至b点，其位置降
5、低，故势能减小；其速度变大，故其动能增加；故小球从a点摆至b点过程，势能转化为动能.小球从b点摆至c点，位置升高，势能增大，速度减小，动能变小，故小球从b点摆至c点过程，动能转化为势能.探究问题1. 重力势能和动能的大小各与哪些因素有关？探究提示 1.相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能.故重力势能的大小与物体的位置的高低有关.物体的位置越高，重力势能越大，位置越低，重力势能越小.不同的物体，其重力势能的大小还与物体质量（或重力）有关.2.物体由于运动而具有的能量叫动能.故动能的大小与描述物体运动状态的量速度大小有关.其关系是：对质量一定的物体，其速度越大，其动能越大，速度越小，其动能越
6、小.物体的动能还与物体的质量有关：运动快慢相同的物体，质量越大，动能越大.探究问题2. 伽利略理想斜面实验体现的不变的量是什么？探究提示在伽利略理想斜面实验中，小球从斜面滑下时，高度越来越小，势能越来越小，但速度越来越大，故动能越来越大，即减小的势能转化为动能，但总的能量保持不变.【基础过关】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（ ）A.“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 B.“能量”这个最抽象的概念
7、，是物理学中最重要、意义最深远的概念 C.“力”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一 D.“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一3.在伽利略的斜面实验中，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，这点距底端的竖直高度仍为h，在小球运动的过程中，下列说法正确的是（ AD ）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
8、大4.伽利略实验的条件是 ；忽略次要矛盾抓主要矛盾.后来发展为伽利略的理想斜面实验，为 最终的提出奠定了基础.答案：光滑斜面；不考虑空气阻力 能量守恒定律5.当伽利略把小球从桌面提高到起始点的高度时，他赋予了小球一种形式的能量，我们称之为 ，我们把 叫势能.答案：势能 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量6.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？6. 答案：见解析解析：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
9、不变。【能力提升】7.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，把冰箱门打开，他们能达到预期的效果吗？7. 答案：见解析解析：不能达到预期的效果.电冰箱工作时会把电能转化为内能，使得密闭的房间里的温度升高.值得一比的是，空调机工作时也会把电能转化为内能，但是因为空调机有外机把内能向室外排放，故空调机能使房间里的温度降低，但它会使室外的气温升高，如果把地球看成一个大房间且不考虑地球对外辐射内能的话，空调机工作也会使地球变热.8.试以
10、伽利略斜面理想实验为例，说明引入能量概念的理由.8. 答案：见解析解析：从描述守恒量的角度进行分析.如果不引入能量概念，我们也可以对伽利略斜面理想实验做这样的描述：“为了提高小球，伽利略施加了与重力相反的力.当他释放小球时，重力使小球滚下斜面.在斜面的底部，小球由于惯性而滚上另一斜面.”然而，这样描述无法表达在空气阻力和摩擦力小到可以忽略的情况下，小球总是能够滚到与起始点相同的高度，无法描述小球运动过程中的守恒量.因此，从描述守恒量的需求来看，引入能量概念是十分必要的.引入能量的概念，是在物理学发展中追寻守恒量的一个重要事例.【视野拓展】有没有用不完的能源？地球上的资源看似取之不尽，用之不竭，实则不然。在日常生活和生产中所用的燃料，绝大部分是矿物燃料，如石油、煤和天然气等都是有限的，它们形成的时间很长，对于短暂的人类来说，是不能再生的. 也许你会说，除了矿物燃料以外，还有水力、风力、太阳能、潮汐能、原子能等可利用.可是对它们的利用，目前还都受到一定的科学技术和自然条件的限制.所以总有一天，能源是会枯竭的。因此，我们要节约资源、保护资源。 但是，也不要因此而太悲观，随着人类社会的不断发展，人类开发资源的深度和广度会不断加深，而且，随着科技的不断发展，人们也会找出替代它们的物品来。