7.1追尋守恒量一、教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能 知道動(dòng)能、勢(shì)能的概念及引入能量概念的物理意義能在實(shí)例中采用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀(guān)念解釋相關(guān)問(wèn)題2過(guò)程與方法體會(huì)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和方法，會(huì)分析實(shí)際問(wèn)題中動(dòng)能與勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化能將實(shí)際問(wèn)題抽象化、理想化3情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān) 通過(guò)動(dòng)能、勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化，或更多形式能量的相互轉(zhuǎn)化來(lái)研究生活中的現(xiàn)象，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神學(xué)會(huì)從物理現(xiàn)象中探求事物本質(zhì)的科學(xué)態(tài)度和研究方法教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)一：新課導(dǎo)入OPABC圖7.1-1把一個(gè)小球用細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái)，并將小球拉到一定高度A點(diǎn)，然后放開(kāi)，小球就擺動(dòng)起來(lái)小球在擺動(dòng)中，什么形式的能量參與了轉(zhuǎn)化，小球擺到右側(cè)的最高點(diǎn)會(huì)在何處？如果用釘子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線(xiàn)，小球擺到右側(cè)的最高點(diǎn)又將在何處？活動(dòng)二：自主學(xué)習(xí)1、 從能量的角度表述對(duì)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的再認(rèn)知當(dāng)小球沿A斜面從h高處由靜止?jié)L下時(shí)，小球的高度不斷減少，而速度不斷增大，這說(shuō)明小球憑借其位置而具有的能量不斷減少，而由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量不斷增大當(dāng)小球從斜面底沿另一個(gè)斜面B向上滾時(shí)，小球的位置不斷升高，而速度不斷減小，說(shuō)明小球憑借位置而具有的能量不斷增加，由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量逐漸減少如果斜面是光滑的，當(dāng)小球到達(dá)B斜面的h高度時(shí)，速度為零，小球好像“記得”自己起始的高度2、動(dòng)能與勢(shì)能的基礎(chǔ)知識(shí)物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做 所以凡是運(yùn)動(dòng)著的物體均具有動(dòng)能，例如轉(zhuǎn)動(dòng)的地球、天空中飛行的飛機(jī)、地上跑的汽車(chē)、海里游的鯊魚(yú)、旋轉(zhuǎn)著的乒乓球、以及永不停息做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子等物體均有動(dòng)能相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做 因而勢(shì)能存在于有相互作用的物體之間，并與其所在位置有關(guān)例如蘋(píng)果樹(shù)上的蘋(píng)果，由于和地球具有相互的吸引力，并具有一定的高度，所以具有重力勢(shì)能；拉伸或壓縮彈簧時(shí)，彈簧各部分發(fā)生相互作用，且各部分的相對(duì)位置發(fā)生了變化，所以彈簧具有了彈性勢(shì)能；構(gòu)成物質(zhì)的分子之間有相互作用，且因具有一定的位置，所以具有分子勢(shì)能；兩個(gè)電荷之間有相互作用，且具有一定的位置，所以具有電勢(shì)能等等3、例舉生活和生產(chǎn)實(shí)踐中能的形式，及能的轉(zhuǎn)化過(guò)程例如：游樂(lè)園中的海盜船，從最高點(diǎn)向下擺動(dòng)的過(guò)程中， 能逐漸轉(zhuǎn)化為 能；從最低點(diǎn)向上擺動(dòng)的過(guò)程中， 能逐漸轉(zhuǎn)化為 能如果沒(méi)有 ，船在搖擺時(shí)都能達(dá)到原宥的高度又如烤箱能把 能轉(zhuǎn)化為 能；你體內(nèi)的器官可以把你吃進(jìn)去的食物中的 能一部分轉(zhuǎn)化成人體活動(dòng)時(shí)肌肉所需的機(jī)械能，也又一部分轉(zhuǎn)變成電能以供你腦子思考的需要試想一下你在劃火柴時(shí)能的轉(zhuǎn)變活動(dòng)三：教學(xué)雙邊例1通過(guò)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過(guò)程中能的總量保持不變【方法規(guī)律】 把握過(guò)程中涉及的能量，以能的總量保持不變的觀(guān)念思考問(wèn)題訓(xùn)練：伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)小球沿斜面下滑時(shí)， 能逐漸減少， 能逐漸增大，但 是不變的例2. 伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)，將事實(shí)理想化，拋開(kāi)次要因素思考問(wèn)題而在實(shí)際操作中，小球與斜面間的摩擦力和空氣阻力是不能忽略的，小球?qū)⒉荒艿竭_(dá)與起始點(diǎn)相同的高度，而是在兩個(gè)斜面間來(lái)回滾動(dòng)，所能達(dá)到的高度越來(lái)越低，最終停在最低點(diǎn)這種情況還能說(shuō)明小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量是不變的嗎？圖7.1-2【方法規(guī)律】 能量轉(zhuǎn)化有不同的過(guò)程與形式，但在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能的總量總是保持不變的考慮問(wèn)題應(yīng)做系統(tǒng)的思考訓(xùn)練：將小球用細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái)，做成一個(gè)“單擺”，如圖7.1-2所示讓此單擺的擺球偏離最低點(diǎn)，使擺線(xiàn)與豎直方向成一定的角度，然后釋放小球，讓小球在同一豎直平面內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)，由于受 的影響，小球的 逐漸減小單擺和空氣所組成的系統(tǒng)總的能量 例3試以伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)為例，說(shuō)明引入能量概念的理由【方法規(guī)律】 引入能量的概念是在物理學(xué)發(fā)展中追尋守恒量的一個(gè)重要事例訓(xùn)練：諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼曾說(shuō)：有一個(gè)事實(shí)，如果你愿意，也可以說(shuō)是一條定律，支配著至今所知的一切現(xiàn)象它指出有某一個(gè)量這條定律就是（ ）A牛頓第一定律B牛頓第二定律C牛頓第三定律D能量守恒定律例4請(qǐng)列舉兩例，分析不同形式機(jī)械能間的轉(zhuǎn)化情況，并說(shuō)明轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量守恒【方法規(guī)律】 分析物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，把握其位置與速度的變化情況，這是分析不同形式機(jī)械能之間轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)訓(xùn)練：伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識(shí)到引入能量概念的重要性在此理想實(shí)驗(yàn)中，能說(shuō)明能量在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不變的理由是（ ）A小球滾下斜面時(shí)，高度降低，速度增大B小球滾上斜面時(shí)，高度增加，速度減小C小球總能準(zhǔn)確地到達(dá)與起始點(diǎn)相同的高度D小球能在兩斜面之間永不停止地來(lái)回運(yùn)動(dòng)例5如圖7.1-4 所示，將一個(gè)帶軸的輪子用兩根等長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)懸吊起來(lái)，使輪軸處于水平狀態(tài)，細(xì)線(xiàn)不可伸長(zhǎng)，這樣就做成一個(gè)“滾擺”圖7.1-4 （a）（b）旋轉(zhuǎn)滾擺，讓細(xì)線(xiàn)繞在輪軸上，如圖(a)，然后由靜止開(kāi)始釋放滾擺滾擺就會(huì)邊旋轉(zhuǎn)邊下落，細(xì)線(xiàn)逐漸被釋放；到達(dá)最低點(diǎn)后，如圖(b)所示，滾擺不會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，它又會(huì)邊旋轉(zhuǎn)邊上升，細(xì)線(xiàn)又逐漸繞在輪軸上，如此反復(fù)試分析滾擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化情況在阻力小到可以忽略的情況下，你猜想滾擺每次都能回升到起始點(diǎn)的高度嗎？請(qǐng)說(shuō)明你猜想的依據(jù)【方法規(guī)律】 提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作是科學(xué)探究和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ钠唔?xiàng)要素對(duì)物理現(xiàn)象做出合理的猜想，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并論證交流是科學(xué)探究的重要內(nèi)容不妨自制一個(gè)滾擺，親身體驗(yàn)探究的樂(lè)趣訓(xùn)練1：小孩從滑梯上滑下，最后停下；流星在夜空中墜落，并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線(xiàn)圈，線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流上述不同現(xiàn)象中所包含的相同物理過(guò)程是（ ）A物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量B物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C物體的機(jī)械能