2020年高中物理教学设计(新人教必修二)7.1《追寻守恒量》4.docx

第1节追寻守恒量
新课教学
今日，我和同学们一起来查找一个守恒量，此守恒量在物理学中贯穿始终，格外重要的一个物理量，这也是牛顿老前辈的圆满之一，其实有牛顿之前，伽俐略的斜面试验就已经显露出了这种守恒思想，我们来看看伽俐略的抱负斜面试验：分析运动过程的特殊状态

上滚过程
下滚过程

高度

速度

问:利用我给你们的试验器材,如何设计一个试验来追寻伽俐略的抱负斜面试验过程(器材:带绳的小钢球,铁架台,直尺等)
让同学设计,整理,试验,
同学进行分组试验，单摆
同学边做试验边观看并分析物体运动过程中的具体运动状况，并且总结观看现象得出结论。
在分析过程中加以引导同学很快就能得到结论：小球高度先降低，速度不断增大，当到达最低点时速度最大，然后上升速度不断减小高度不断增大到达最高点时速度最小，高速最大，且小球能上升到原来的高度。
问：这是特殊现象吗？（同学设计如何做好下一步试验，来排解这种凝虑）
为了更好地说明问题我们连续观看试验：在单摆悬点地正下方放一钉子阻挡小钉子观看小球的上升位置。
总结得出：物体总是“记得”自己的起始位置，这个位置总是不变的。
问：这个试验中那些量守恒呢？是高度还是速度？

“记得”自己位置的“记得”并不是物理语言，所以我们引入一个物理量“能量”来表示这种特性。
故是能量守恒

同学举例：你们学校学习过那些能量？（同学可能会答道，电能，动能，热能，势能等）
顺势推出动能和势能的概念。
三：动能和势能
分析以上几个试验现象，对物体运动的过程加以分析，归纳得出动能和势能的概念
动能：物体由于运动而具有的能量
势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
并用具体实例加以说明。
在同学理解了动能、势能和能量守恒的概念后，让同学用能量的观点来分析前面的几个试验的过程。
当我们将小球提升至起始高度时，我们赐予了小球肯定的势能。释放小球后，小球开头运动，高度不断降低，同时小球速度不断增大，此时小球的势能并没有丢失而是渐渐转化为了动能；运动到最低点时小球的动能最大；当小球向上运动时，小球的速度不断减小，同时高度不断增加，此时小球的动能渐渐转化为了势能。最终小球到达了和起始点相同的高度，说明小球的能量保持守恒。
在肯定的条件下（阻力不计）动能和势能可相互转化，并且在整个转化过程中能量守恒。不仅在初末两位置守恒，在整个运动过程中能量都守恒。
除此之外,还有其它例子吗? 请一位同学上来表演,别一位同学用能量观点作解释.
四：一般状况下的机械能守恒的思考？
假如把单摆放在油中做试验，结果如何？能量还守恒吗？
提问：能量守恒吗？
回答：能量照旧守恒。此时能量有一部分转化为热能（内能）。
五：练习：
【例】 在伽利略试验中，假如空气阻力和摩擦阻力不能忽视(斜面粗糙)，人们要查找的守恒量还存在吗？如图1.

解析：通过试验不难发觉，在伽利略试验中有空气阻力的状况下，小球滚上B斜面的高度减小了，因此与物体上升的高度对应的重力势能削减了，能量看起来不再守恒.由此引发两方面的思考：其一，物体系统削减的能量哪儿去了，是消逝了吗？其二，假如没有消逝，它转化为哪种形式的能量？削减的重力势能是否等量地以另一种形式消灭？若球削减的重力势能以另外的形式等量消灭，则能量仍是守恒的.
联系所学过的学问和生活中的阅历知道，球在运动过程中有摩擦便会产生热，与物体的高度、速率对应的机械运动有一部分转化为大量分子组成的系统的热运动.
设计精确的试验，收集测量这部分热能，便可以验证守恒量的存在与否.
点评：本题是一个转变试验条件而引发出的一个具有探究性、开放性的问题，可考查 同学：
（1）对比试验：接受把握变量法在不同条件下试验.
（2）发觉问题：球滚上的高度在有摩擦时减小.
（3）提出问题：守恒量还存在吗？球削减的重力势能哪儿去了？
（4）运用学问推理论证：产生了热……
　（5）设计试验证明自己的推理：损失的能量是否全部转化为热?

板书设计：
一、伽利略斜面试验表明
“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肯定的守恒定律。

课堂小结
1.物体由于位置高度而具有的能量叫做重力势能.物体被举得越高、质量越大,物体具有的重力势能就越大.
2.物体由于运动而具有的能量叫做动能.动能是由物体的质量和速度共同打算
3.动能和势能统称为机械能.动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能.在只有重力做功时,动能和势能的相互转化过程中,总的机械能不变.
布置作业
1.在其他自然学科中列举出几个能量转化与守恒的实例;转化与守恒的思想(不仅仅是能量)在生产生活中的实例.(例如水资源)