1.追寻守恒量——能量10分钟试讲教案

第1节 追寻守恒量——能量

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.初步领会能量转化与守恒的思想。

自主学习

1.伽利略在理想斜面实验中（如图7-1-7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

。在图7-1-7 物理学中，我们把这一事实说成是“某个量是

的”，并把这个量叫做

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

。

4.在伽利略的理想斜面实验中，小球沿斜面滚下的过程中，高度减小了，相应的

减少，而物体的速度变大，

增加；当小球沿斜面升高时速度变小，因而

减少，但它的高度在增大，

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，二者可以

转化。

自我检测

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

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高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。这说明，小球在运动过程中有一个“量”是不变的，这个“量”应是（

）

A.弹力

B.势能

C.速度

D.能量

3.下列说法中正确的是（

）

A.能量只是以势能和动能两种形式存在

B.能量只是存在于具有一定高度或运动状态的物体中

C.任何物体均具有能量

D.能量存在形式多种多样，且不同形式之间可以相互转化，并且转化过程中总能量是守恒的

课内探究

一、能量概念的建立

1.学生阅读教材第55页第1至第4自然段。

2.伽利略斜面实验（如图7-1-8所示）。

3.通过读书和观看伽利略斜面实验思考讨论以下问题：

图7-1-8

（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）能量及其守恒的思想，在牛顿之前，我们就能发现它的萌芽，这个萌芽指的是什么？

（4）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？

（5）把小球从桌面提高到一定高度时，我们赋予小球一种什么形式的能量？

4.归纳总结：

（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

。

（2）自然现象和人类的任何活动都离不开能量，如：流动的江水具有

能；高处水库里储存的水具有

能；现代化的生活离不开电能；现代交通工具离不开燃料燃烧释放的

能；绿色植物的生长需要

能。

（3）能量及其守恒的思想，在牛顿之前，我们就能发现它的萌芽，这个萌芽指的是能量及其守恒的思想在

中已经显现出来了。

（4）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“某个量是守恒的”，并且把这个量叫做

。

（5）把小球从桌面提高到一定高度时，我们赋予小球一种

能。

二、势能、动能

1.能量在不同的情况下有不同的表现形式，在伽利略的实验中共涉及哪几种不同的能量呢？如何定义这些能量？这些能量与哪些因素有关？

归纳总结：在伽利略的实验中共涉及

和

两种不同的能量；相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做

；物体由于运动而具有的能量叫做

；势能与物体的

有关；动能与物体的

有关。

2.在伽利略斜面实验中，（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）当小球从斜面底端沿另一个斜面向上滚动时，小球的位置不断升高，而速度不断减小，说明了什么问题？

（3）“小球”释放后为什么会重新回到原来的高度，说明了什么？

归纳总结：

（1）说明小球凭借其位置而具有的能量——

不断减少，而由于运动而具有的能量——

不断增加，即物体的势能转化为动能。

（2）说明小球凭借其位置而具有的能量——

不断增加，而由于运动而具有的能量——

不断减少，即物体的动能转化为势能。

（3）“小球”释放后为什么会重新回到原来的高度，说明了“小球”在运动过程中

守恒，即

守恒。

3.实验演示：演示滚摆实验和单摆实验（如图7-1-9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？

滚摆

单摆

图7-1-9

归纳总结：

滚摆和单摆上升过程中

能转化为

能，下降过程中

能转化为

能；滚摆和单摆在运动过程中的高度

，这是由于

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。

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

例2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？

巩固练习

1.如图7-1-10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

点重力势能最大；如果没有空气阻力的影响，小球在a点的势能

（选填“大于”“等于”或“小于”)在b点的动能。

2.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

个斜面上上升到同样的高度

图7-1-10 B.只有斜面光滑时，才有可能重复伽利略的实验

C.在伽利略的斜面实验中，只有B斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样的高度

D.设想在伽利略的斜面实验中，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

3.关于能量转化的说法中正确的是（

）

A.举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能

B.电流通过电阻丝使电能转化为内能

C.内燃机的做功冲程是内能转化为动能

D.煤炭燃烧的过程中能量不守恒

交流讨论

1.古代战争中常用檑木和礌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？

2.如图7-1-11所示是上海“明珠线”某车站的设计方案。由于站台建得稍高，电车进站时要上坡，出站时要下坡。忽略斜坡的摩擦力，你能分析这种设计的优点吗？

图7-1-11

上海“明珠线”某车站的设计方案