第一篇：第一節《追尋守恒量——能量》教案

追尋守恒量——能量

教案

三維目標 知識與技能

1.理解動能、勢能及能量的概念與意義.2.能獨立分析伽利略理想斜面實驗的能量轉換和守恒關系.3.能列舉不同形式的能量可以相互轉化并守恒的實例.過程與方法

1.體會伽利略分析問題的精妙,學習分析事物本質的方法.2.在列舉事例過程中體會費恩曼所說話的深刻內涵,體會轉化與守恒的普遍性.情感態度與價值觀

1.通過動能、勢能間的相互轉化來研究生活中的物體的運動,培養熱愛生活的情趣.2.通過“追尋守恒量”,使學生了解守恒思想的重要性,初步樹立能量轉化與守恒的觀點,學會從物理現象中探求事物本質的科學態度和研究方法.3.通過學習,要善于把實際問題理想化.教學重點

理解動能、勢能的含義,體會能量轉化、守恒的普遍存在性.教學難點

培養創新能力,使學生在發現了能量轉化、守恒的普遍存在性后,能意識到存在的巨大使用前景.課時安排

1課時

課前準備

多媒體課件、學案、滾擺、單擺.教學過程

導入新課 實驗導入

如圖所示,一個用細線懸掛的小球從A點開始擺動.記住它向右能夠達到的最大高度.然后用一把直尺在P點擋住擺線,看一看這種情況下小球所能達到的高度.這個實驗現象說明了什么?它是否說明在小球擺動的過程中某種“東西”是不變的?這種“東西”會是什么?

通過本節課的學習,同學們就能理解這一實驗現象了.故事導入

新華社2000年12月31日和中央電視臺2001年元月6日先后報道：在20世紀的最后幾分鐘里，一項新的多米諾骨牌吉尼斯世界紀錄，在北京頤和園體育健康城綜合館和網球館誕生了.中國、日本和韓國的62名青年學生成功地推倒了340多萬張骨牌，一舉打破了此前由荷蘭人保持的297萬張的世界紀錄.從電視畫面可看出，骨牌瞬間依次倒下的場面蔚為壯觀，其間顯示的圖案豐富多彩，令人驚嘆.其中蘊含著一定的科學道理,這就是“多米諾骨牌效應”.該效應產生的能量是十分巨大的.這種效應的物理道理是：骨牌豎著時，重心較高，倒下時重心下降，倒下過程中，將其重力勢能轉化為動能，它倒在第二張牌上，這個動能的一部分就轉移到第二張牌上，第二張牌將第一張牌轉移來的動能和自己倒下過程中由本身具有的重力勢能轉化來的動能之和，再傳到第三張牌上……所以每張牌倒下的時候，雖然有部分能量損失，但具有的動能都比前一塊牌大，因此它們的速度一個比一個快，也就是說，它們依次推倒的能量一個比一個大.你可以設想一下,如果牌的個數足夠多,那么最后一個牌的速度將是怎樣的大！場面又是何等的壯觀!

故事中應用到了動能、勢能及其轉化.今天,我們就來學習追尋守恒量這節課,學習問題中展示的能量問題,探索其中的奧秘.問題導入

“挽弓當挽強,用箭當用長;射人先射馬,擒賊先擒王.”這是一首杜甫的詩.跳高運動員總是要充分地助跑才能取得好的成績.請同學們思考下面的問題:(1)為什么強弓就射得遠?跳高運動員是以高度來計成績的,而他們為什么要提高自己的速度呢?難道速度和高度之間有什么聯系嗎?(2)這體現了一種什么過程?

推進新課

一、伽利略斜面實驗

牛頓是經典力學的奠基人,他提出了三個定律和萬有引力定律,但是他沒有研究過能量(至少沒有深入研究),所以當時人類對自然的認識還很有局限.但在伽利略的實驗中,已經有了“能量”的影子.能量概念的形成和發展,始終是和能量守恒定律的建立過程緊密相連的.能量守恒定律的發現告訴我們,盡管物質世界千變萬化,但這種變化不是沒有規律的,基本的規律就是守恒定律.這一節課我們從一個較高的角度去認識這個問題.教師指導:讓一位學生朗讀教材開頭費恩曼的話,讓學生體會能量守恒定律的重要性.活動探究

課件展示1:大屏幕投影展示伽利略理想實驗的flash模擬動畫.問題:1.當小球沿斜面從高處由靜止滾下時,小球的高度不斷減小,而速度不斷增大,說明了什么? 2.當小球從斜面底沿另一個斜面向上滾時,小球的位置不斷升高,而速度不斷減小,說明了什么問題? 學生觀察交流、討論并總結: 明確：1.說明小球憑借其位置而具有的物理量不斷減少,而由于運動而具有的物理量不斷增大.2.說明小球憑借位置而具有的物理量不斷增加,而由于運動而具有的物理量逐漸減少.課件展示2：利用動畫模擬實驗,將斜面調整,引導學生觀察小球的運動情況.指導學生自己組織語言,描述看到的物理現象.學生通過閱讀并觀察、討論、總結:讓小球沿一個斜面從靜止開始滾下,小球將滾上另一斜面,如果沒有摩擦,小球將上升到原來的高度.減小后一斜面的傾角,小球在這個斜面上仍達到同一高度,但這時他要滾得遠些.若繼續減小后一斜面的傾角,小球達到同一高度,但滾得更遠些.教師設疑：若將后一斜面放平,小球的運動情況將是怎樣? 引導學生討論、交流,大膽猜想.參考結論：小球好像“記得”自己的起始高度,但又永遠達不到原來的高度,所以將永遠滾動下去.點評：教師通過動畫展示,讓學生感受到“有某一量是守恒的”.教師逐步引導,讓學生體會“守恒量”的追尋過程,進一步激發學生的探究意識和學習的欲望.二、物體的動能和勢能

實驗演示：演示滾擺實驗和單擺實驗,進一步強化,如果沒有摩擦和介質阻力,物體好像“記得”自己初始的高度,即某一量是守恒的.引導學生根據以上示例,舉出生活中其他關于此種現象的事例.公園里的秋千,游樂園里的海盜船,乒乓球自高處落到水泥地面上后的運動,在沒有摩擦和空氣阻力的情況下,都能達到一定的高度.這說明,將實際生活中的問題理想化后,確實存在著某一物理量是不變的.通過學生列舉實例,讓學生體會生活中的普遍規律.教師點評：在物理學中,我們把以上這一事實說成是“有某一量是守恒的”,并把這個量叫做能量或能.通過閱讀體會,給出動能與勢能的概念,體會動能與勢能轉化并守恒的普遍存在.教師引導學生認識,伽利略的發現今天看來就是我們學習過的能量轉化與守恒的思想.其中與高度有關的量,我們稱為勢能;與速度有關的量我們稱為動能.課件展示實例,指導學生分析物體動能和勢能之間的轉化情況.滾擺

1.視頻展示:秋千與海盜船.2.視頻展示:滾擺與落下的乒乓球.學生詳細分析:討論總結并由代表發言.階段小結: 1.能量:“有某一量是守恒的”,這個量叫做能量或能.2.勢能:相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能.3.動能:物體由于運動而具有的能量叫做動能.視野拓展

2004年12月26日，國際標準時間00：58：50，一股壓抑許久的“怒氣”從印度洋深處狂躁地迸發而出，里氏9.0級(美國地震局測定)地震劈開周圍的海水,形成一道道相距百十公里的弧形水幕，以每小時800公里的起始速度排山倒海般向四周襲去……巨浪呼嘯，以摧枯拉朽之勢，越過海岸線,越過田野，迅猛地襲擊著岸邊的城市和村莊，瞬時人們都消失在巨浪之中.港口所有設施、被震塌的建筑物，在狂濤的洗劫下，被席卷一空.事后，海灘上一片狼藉，到處是殘木破板和人畜尸體.地震海嘯給人類帶來的災難是十分巨大的……

試查閱有關資料，談一談此次海嘯中存在哪些能量.例

以豎直上拋的小球為例說明小球的勢能和動能的轉化情況.在這個例子中是否存在著能的總量保持不變? 參考解析：豎直上拋運動的小球,首先由動能轉化為勢能,達到最高點時,動能為零,勢能達到最大;在下落時,勢能逐漸減小,動能逐漸增大,勢能又轉化為動能.在小球運動過程中,小球的機械能總量保持不變.點評：本實例探究可以應用受力情況來作分析,亦可根據實際運動情況總結,緊緊抓住高度影響勢能,速度影響動能這一關鍵進行分析.課堂訓練

如圖所示,一根不可伸長的細繩拴著一個小球在豎直平面內擺動,圖中a、b、c三點分別表示小球擺動過程中的三個不同位置,其中a、c等高.在小球擺動的整個過程中,動能最大時是在_______點,在_________點勢能最大;如果沒有空氣阻力的影響,小球在a點的動能________(填“大于”“等于”或“小于”)在c點的動能.解析：在小球來回擺動時,動能與勢能不停地相互轉化但總量不變.在a、c兩點時位置最高,勢能最大,速度為零,動能為零.在b點時位置最低,勢能最小,速度最大,動能最大.答案：b a、c 等于

方法總結：在某一過程中,若僅涉及動能和勢能的轉化,若能判斷出其中一種能量正在減小或增大,則另一種能量一定正做相反變化,且一種能量為零時,另一種能量達到最大值.課堂小結

1.物體由于位置高度而具有的能量叫做重力勢能.對于同一水平面而言,物體被舉得越高、質量越大,物體具有的重力勢能就越大.2.物體由于運動而具有的能量叫做動能.動能是由物體的質量和速度共同決定的,物體運動的速度越大、質量越大,它的動能就越大.3.動能和勢能統稱為機械能.動能可以轉化為勢能,勢能也可以轉化為動能.在只有重力做功時,動能和勢能的相互轉化過程中,總的機械能不變.布置作業

1.通過各種途徑查找資料,了解人類對能量的研究過程.2.在其他自然學科中列舉出幾個能量轉化與守恒的實例;轉化與守恒的思想(不僅僅是能量)在生產生活中的實例.(例如水資源)

板書設計 追尋守恒量

一、伽利略斜面實驗

二、物體的動能和勢能

1.勢能:相互作用的物體憑借其位置而具有的能量 2.動能:物體由于運動而具有的能量

三、追尋守恒量的意義

活動與探究

課題:能量的應用.內容:古代戰爭中常用滾木和檑石作為武器來阻止敵人的進攻,你能利用所學的知識說明其中的科學道理嗎?這種戰術適用于哪種情況?怎樣才能使殺傷力更大?為什么? 方法:利用動能與勢能的轉化思想.參考答案：滾木和檑石的重力勢能轉化為動能,利用其動能來殺傷敵人;這種戰術適用于居高防守;提高其高度、增大其質量才能有更大的殺傷力.習題詳解

解答:做自由落體運動的物體在下落過程中,勢能不斷減小,動能不斷增加,在轉化的過程中,動能和勢能的總和不變.

第二篇：追尋守恒量教案

追尋守恒量——能量

重慶實驗外國語學校

周平

一、【教學目標】 知識與技能：

1、通過實驗體會感受機械運動過程中的守恒量

2、用運動學公式推導守恒量，知道動能、勢能及能量的概念

3、知道能量守恒定律建立的歷史過程，能列舉不同形式的能量相互轉化并守恒的實例 過程與方法：

1、體會尋找守恒量的過程，知道守恒定律的意義，明白守恒思想有時也是解決問題的捷徑

2、通過生活實際、實驗觀察分析、猜想與數學推理等方法。體會一條定律得出的科學過程。

3、通過物理學史的學習了解能量守恒定律建立的過程，知道能量守恒定律的普適性。情感、態度與價值觀：

1、通過“追尋守恒量”,使學生了解守恒思想的重要性,初步樹立能量轉化與守恒的觀點,學會從物理現象中探求事物本質的科學態度和研究方法

2、通過本節教學，讓同學們感受到科學前輩們建立能量守恒定律的不易。通過解密“永動”紙片提高同學們對物理學習的興趣，通過最后的提問培養學習的質疑精神。

二、【教學重點】

守恒思想的建立，知道科學研究過程的步驟，對能量、動能、勢能等概念的理解。

三、【教學難點】

體會科學家的研究過程，怎樣從實際情景中抽象出某些關鍵的因素。并利用已有的知識和方法，產生靈感，從而進行新的聯系及產生得出新的概念。

四、【教學過程】

引入：歡迎同學們走進我的神奇物理課堂，每一堂精彩的物理課都是一臺奇妙的魔法課。不信，我們一起來感受下？

展示：可以自己轉動的紙片

同學們想知道其中的奧秘嗎？讓我們從今天的學習中尋找答案！

諾貝爾物理學獎獲得者費曼曾說過“有一個事實，如果你愿意，也可以說一條定律，支配著至今所知的一切自然現象……….”看來它也應該遵循著一條定律，今天就讓我們一起來尋找這條定律。

生活示例：老師手上有兩個完全相同的燒杯，其中一個裝有500ml的水，另一個是空的。如果我將一部分水倒入另一個燒杯中，請問那個燒杯中有多少水？ 生：200ml。

師：你是如何判斷出來的？

生：水的總量是不變的，兩個燒杯水加起來為500ml。師：對，總量不變。不變就是守恒！

這類事例有很多，比如我們在書寫化學方程式的時候。原子的守恒、電子的守恒、質量的守恒。。

請同學們總結一下上述案例中守恒的特點？ 生：

1、此消彼長，總量不變

2、過程中有變化，變化中有不變量

守恒現象在我們的生活中是如此的普遍，那在自然科學之父的物理學中是否也存在著某種守恒關系呢？？？

在同學們的桌子上有我們為大家準備好的實驗器材。介紹斜面實驗、單擺實驗、滾擺實驗。

請同學們利用實驗器材實驗，探索、感受、體會簡單的物理運動，并完成導學案上的問題。在物體從高到低的運動中，哪些物理量是變化的？怎么變化？

實驗完成后請每一小組推選一名代表上臺交流分享實驗結果。實驗、感受、體會、總結：

1、斜面實驗

2、單擺實驗

3、滾擺實驗

好了，請同學們停止實驗安靜下來！生（1、2、3）：高度和速度是變化的物理量，下降過程都是高度減小速度增加。三個實驗中都有高度與速度此消彼長的特點，那請同學們大膽的猜想在此過程中什么物理量是守恒的？

生：應該是一個與速度有關的物理量和一個與高度有關的物理量之和不變 有了猜想，接來下我們就要通過實驗研究對理論進行論證（科學探究的一般步驟是提出問題、猜想與假設、實驗推理、分析論證、得出結論、驗證結論）。下面我們選取斜面實驗進行研究。學生活動：理論推導斜面運動中的守恒關系

設小球從傾角為θ光滑斜面頂端距水平面高H的地方由靜止開始釋放，某時刻運動到距離水平面高h的地方時速度為v，位移為x。

推導過程：

小球沿斜面向下做勻加速直線運動

位移x與H，h，θ的關系

末速度v與加速度的關系

得：

通過理論推導我們得到了一個守恒表達式，仔細觀察我們發現確實是一個跟速度有關的量和一個跟高度（位置）有關的量之和是守恒的。后來的物理學家把這一不變量稱為能量或能。把這個與速度有關的量叫做動能，動能是物體由于運動而具有的能量；把這個與位置有關的量叫做勢能，勢能是相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。

我們得到的守恒關系就可以寫成：動能+勢能=不變量。這個表達式就是能量守恒的表達式。

引入能量概念后請同學們用能量的觀點來描述一下伽利略的理想斜面實驗。

生：當小球從靜止開始釋到運動到最低點過程中勢能減小，動能增加。總能量保持不變。師：這位同學描述得很正確，我們發現引入能量的概念后我們對物體運動的描述變得更加的全面，不僅描述了能看到的速度、高度的變化，還能描述其內在的能量變化。

我們通過短短的半節課時間就認識就能量和能量守恒，而在物理學史上能量和能量守恒概念的建立經歷了一個艱苦且漫長的過程！

因為“能量，那是一個最抽象的概念……..”。下面讓我們通過一段視頻來了解一下能量和能量守恒定律建立的過程。視頻：

公元前460年到370年，古希臘哲學家德謨克利特就提出過“運動只會從一個物體向另一個物體轉移，但絕不會消滅”的觀點。這是守恒思想的萌芽期。

在1200年左右，人們開始熱衷于研究“永動機”。一種不需要提供能量就能一直動下去的機器，期間人們設計了大量的永動機模型。但經過600多年的努力，無一人成功。這也向我們暗示了能量的守恒。

歷史的車輪滾滾向前，來到了第一次工業革命。期間各個學科領域成果不斷。1801年，英國科學家戴維發現摩擦生熱，否定熱質說。

1831年，英國物理學家法拉第發現了電磁感應現象，實現了電與磁之間的相互轉化。1842年，德國醫生邁爾從生理學角度出發，分析了25種能量的轉化和守恒，成為最先闡述能量守恒的人

1840-1878年，英國物理學家焦耳在近40年的時間里用各種方法測定了熱和功之間的當量關系。為能量守恒定律的發現奠定了實驗基礎

1847年，德國物理學家亥姆霍茲給出了能量守恒定律的數學表達式。為能量守恒定律的發現奠定了理論基礎。

在焦耳，邁爾，亥姆霍茲的帶領下，全世界所有科學家的努力下。終于在19世界中葉能量守恒定律建立！

所謂前人栽樹，后人乘涼。前人歷經艱辛建立起來的能量守恒定律成為我們認識自然和改造自然的有利工具，讓我們有了今天幸福舒適的生活。所以我們應當銘記科學前輩們的貢獻，同時努力學習科學文化知識為我們的后人種下一顆大樹！

隨著社會和科技的發展，到目前為止人們已經認識和發現了各種各樣的不同形式的能量，比如說：

舉例說明能量的形式。。。

不同形式的能量之間可以相互轉化嗎？請舉例說明。

生：汽車發動機將化學能轉化為動能，點燈將電能轉化為光能和熱能。。。

那么接下來我們回到課堂之初，同學們現在知道神奇紙片轉動的原理了么？ 學生參與揭秘！

師：老師這里有一個裝置，請同學們思考這個裝置是將什么能轉化為了什么能。

演示實驗：熱能發動機 生：將熱能轉化成動能 總結：你收獲了什么？

我們運用能量守恒規律可以更好地了解和認識我們所生活的宇宙，這條定律支配著至今所知的一切自然現象。那“是否在任何領域，任何條件下能量守恒定律都成立呢？”

偉大的物理學家霍金于2018年3月14日逝世，霍金一生最主要的兩個成就之一就是霍金輻射理論，他根據能量守恒定律認為黑洞除了吸收物質外還要向外輻射粒子和信息。但我們至今還未觀測到！在已知的領域我們確定了能量守恒定律的正確性，但在未知領域該定律是否成立我們應該有質疑的精神。讓我們追隨偉人的腳步繼續探索發現未知領域！板書設計：

7.1追尋守恒量

一、猜想：

f（v）+f（h）=C

二、動能：物體由于運動而具有的能量

三、勢能：相互作用的物體物體憑借其位置而具有的能量

四、能量的轉化與守恒

第三篇：追尋守恒量教案

《追尋守恒量》教學設計

教學目標

1．知識與技能

(1)理解能量及動能、勢能的概念與意義；

(2)了解守恒思想的重要性，守恒關系是自然界中十分重要的關系；

(3)通過具體的事例使學生對守恒觀念有初步的認識。

2．過程與方法

(1)重溫一次伽利略的斜面實驗，啟發大家對守恒思想的認識；

(2)利用演示實驗，幫助同學們建立能量守恒的觀念。

3．情感、態度與價值觀

通過動能、勢能間的相互轉化來研究生活中的物體的運動，培養熱愛生活的情趣。教學重點

理解動能、勢能的含義，體會能量轉化守恒的普遍存在性。教學難點

在動能和勢能轉化的過程中體會能量守恒。教具準備

多媒體課件、單擺、動量守恒演示裝置。課時安排 1課時 教學過程

一、導入新課

利用動量守恒實驗裝置演示小球碰撞實驗，在碰撞過程中讓學生觀察小球運動特點，讓學生考慮這一過程隱藏著什么樣的規律。

本章我們探究跟能量有關的問題，那么，什么是能量呢？

能量是“牛頓沒有留給我們的少數力學概念之一”，但在牛頓之前我們就已經有了能量這個概念的萌芽。

學生思考：我們在座的同學對能量有哪些理解，我們在學習和生活中接觸到哪些跟能量有關的事情？能量與生活息息相關，但究竟什么是能量呢？

學生讀課本上諾貝爾物理學獎獲得者費恩曼的話，進一步體會能量的重要性。今天我們就來探究能量這個物理量。

下面我們一起分析兩個故事：朝三暮四和找象棋，說明守恒的概念其實已經在我們的腦海里了。

學生一起念課本上諾貝爾物理學獎獲得者勞厄的一段話，引出追尋守恒量的重要性。本節課我們學習第一節《追尋守恒量》。

二、新課教學

演示單擺的運動，讓學生觀察擺球在擺動過程中總能回到自己出發時的高度；用直尺擋在擺線中間某位置，擺球仍能回到原來的位置。結論：擺球似乎“記得”自己的位置。

多媒體課件展示“伽利略理想斜面實驗”，不論我們怎樣改變斜面的傾角，“倔強”的小球總是要達到原來的高度，即小球“記得”原來的高度。

但“記得”不是物理學的語言，物理學家把這一現象稱為“有一個量守恒”，這個量就是“能量”。

能量的形式多種多樣，學生列舉生活中常見的能量形式。在本章中我們重點研究兩種能量：動能和勢能。

播放影片“運動的汽車”，說明運動的物體具有動能。展示圖片“被舉高的石頭”，說明“相互作用的物體憑借其位置關系而具有的能量叫勢能”，物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。

展示圖片“拉弓射箭”及杜甫的詩“前出塞”，問：拉開的弓為什么能把箭射出去呢？拉開的弓具有什么能？射出去的箭呢？引出彈性勢能的同時說明彈性勢能和動能之間可以相互轉化。

播放“秋千”視頻，分析：在秋千運動過程中的能量轉化情況，問：在這一過程中有沒有那個量不變呢？引出機械能及機械能守恒。

課堂練習：試分析做自由落體運動的小球在運動過程中的能量轉化情況，在這一過程中是否存在著能的總量保持不變？

問：那么是不是只有機械能能相互轉化呢？其他形式的能量之間能不能像話轉化呢？學生答可以。

人類在認識能量的過程中并不是一帆風順的，是走過彎路的。分析兩類永動機，說明違背能量守恒的想法是不可能實現的。

我們來看一個實例，這是發生在上個世紀的故事，人們在研究原子核的時候發現，一個中子可以轉化成一個質子同時放出一個電子，但在這個過程中能量減少了。泡利提出了中微子“偷走”能量的設想，中國物理學家王淦昌在《關于探測中微子的建議中》提出了發現中微子的方法，萊茵斯利用王淦昌的方法發現了中微子。這個故事表明，能量守恒的思想不僅可以幫助我們辨別真偽，還可以幫助我們開創新的科學研究領域，只是一種非常重要的思想。

三、課堂練習

1.下列過程中什么樣的能量轉化? A.放爆竹時，爆竹騰空飛起。B.冬天人們在陽光下取暖。C.用煤氣灶燒水。

D.反復彎折鐵絲，鐵絲發熱。

2.物體在粗糙的水平面上運動而停止受什么力作用？能是怎么轉化的？

四、課堂小結

1、能量： “有一個量是守恒的”，這個量叫能量或能。

2、勢能：相互作用的物體憑借其位置關系而具有的能量叫勢能（重

力勢能、彈性勢能）。

3、動能：物體由于運動而具有的能量叫動能。

4、不同形式的能量之間可以相互轉化。

五、作業

預習下一節。

板書設計

第七章

機械能守恒定律 第一節

追尋守恒量

一、能量

有一個量是守恒的，這個量叫能量或能。

二、勢能

作用的物體憑借其位置關系而具有的能叫勢能。（重力勢能、彈性勢能

三、動能

物體由于運動而具有的能叫動能。

四、不同形式的能量之間可以相互轉化。

第四篇：追尋守恒量教案1

第一節

追尋守恒量

【知識和技能】

1．了解守恒思想的重要性； 2．知道能量慨念的形成過程。

3．知道動能和勢能的慨念，了解勢能和動能的決定因素。4．知道勢能和動能可以相互轉化，且在轉化過程中能量守恒。【過程和方法】

1．通過實驗觀察，讓學生感知事物本身存在的規律。

2．學生列舉生活中物理現象，進一步體會守恒的基礎性、普遍性、重要性。【情感、態度和價值觀】

培養學生實事求是的態度，并能依據守恒的思想去解決實際問題。

教學重點

追尋守恒量，建立能量概念的過程

教學難點

追尋守恒量，建立能量概念的過程

教學過程

一、導入新課

老師：能量概念的形成和發展，始終是和能量守恒定律的建立過程緊密相連的。能量守恒定律發現告訴我們，盡管物質世界千變萬化，但這種變化不是沒有規律的，基本的規律就是守恒定律。也就是說：—切運動變化無論屬于什么運動形式，反映什么樣的物質特性，都要滿足守恒定律。這一節課我們從一個較高的角度去認識這個問題。教師：“機械能守恒”這個大家并不陌生，請同學說出自己對它的認識？

二、新課教學

教師：請同學們先自己閱讀教材，回答下面的問題。1． 什么叫守恒? 2． 教材中說：在牛頓之前，伽利略的斜面理想實驗已經顯現了能量及其守恒的思想，這個實驗中什么是不變的? 學生的答案可能有很多種，老師注意引導。教師：演示斜面實驗：

讓學生觀察，當小球沿A斜面從入高處由靜止滾下時，小球的高度不斷減少，而速度不斷增大，這說明小球憑借其位置而具有的物理量不斷減少，而由于運動而具有的物理量不斷增大。

當小球從斜面底沿另一個斜面月向上滾時，小球的位置不斷升高，而速度不斷減小，說明小球憑借位置而具有的物理量不斷增加，由于運動而具有的物理量逐漸減少。教師：如果斜面是光滑的，當小球到達B斜面的入高度時，速度為零，小球好像“記得”自己起始的高度。

教師：演示滾擺實驗和單擺實驗，進一步強化，如果沒有摩擦和介質阻力，物體好像“記得”自己初始的高度，即某一量是守恒的。教師：根據示例，請學生自己再舉出生活中的事例？

游樂園中的海盜船，如果沒有摩擦和空氣阻力，船在搖擺時都能達到一定的高度．這說明，將實際生活中的問題理想化后，確實存在著某一物理量是不變的。

一、能量：在物理學中，我們把以上這一事實說成是“有某一量是守恒的”，并且把這個量叫做能量(energy)或能。

二、勢能：當伽利略把小球從桌面提高到起始點的高度時，他賦予小球一種形式的能量，我們稱它為勢能(potentialenergy)。

勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能。

二、動能：當伽利略釋放小球后，小球開始運動，獲得速度，當它到達斜面的底部時，已經處于桌面的平面上。以前由于它在桌面上方的某一高度而具有的勢能，現在已經消失。但是，小球獲得了運動。這個事實可以理解為，勢能并未丟失，而是轉化成另一種形式的能量，我們稱它為動能(kineticenergy)。動能：物體由于運動而具有的能量叫做動能。教師：上述事實中還能得到什么結論？

四、動能和勢能可以相互轉化，在轉化過程中能量保持不變。

教師：請同學們再舉一些生活中的例子，說明不同形式的能可以相互轉化。并思考各種形式的能有轉化過程中總量是否保持不變？ 小結：

1、能量：

2、勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能。

3、動能：物體由于運動而具有的能量叫做動能

4、機械能量守恒：動能和勢能可以相互轉化，在轉化過程中能量保持不變。教后記：

第五篇：1. 追尋守恒量——能量 教學設計 教案

教學準備

1.教學目標

1、知識與技能

（1）領悟伽利略理想斜面實驗中的轉化和守恒的事實；（2）理解能量這個物理量及動能、勢能的物理意義；（3）獨立分析伽利略理想斜面實驗的能量轉換和守恒關系；

（4）除伽利略理想斜面實驗以外，能列舉出其它動能與勢能相互轉化和守恒的實例；（5）能夠列舉出不同形式的能量可以互相轉化并可能守恒；

（6）理解能量轉化與守恒是一種重要的自然規律，激發學生產生用這一規律解決問題的意識。

2、過程與方法

（1）體會伽利略分析問題的精妙，學習他能分析出事物本質的方法；（2）體會費恩曼所說話的深刻內涵，體會轉化與守恒的普遍性。

3、情感、態度、價值觀

（1）體會大自然的多樣性和科學概念的概括性，激發對自然現象的探究欲望和對科學知識的崇尚精神。

（2）體會物理規律分析問題的簡潔之美。

2.教學重點/難點

教學重點：

理解動能、勢能的含義，體會能量轉化、守恒的普遍存在性。教學難點：

培養創新能力，使學生在發現了能量轉化、守恒的普遍存在性后，能馬上意識到這里面存在的巨大的使用前景（就象商人看到了商機）。

3.教學用具

多媒體、板書

4.標簽 教學過程

導入新課

從本章開始，我們研究力學中另外一個重要的物理量：能量，以及它所遵守的規律。大家知道，牛頓是經典力學的奠基人，他提出了三個定律和萬有引力定律，但是他沒有研究過能量（至少沒有深入研究），課本上有一句話：“?能量?是牛頓沒有留給我們的少數力學概念之一”至于力學中還有哪些概念牛頓也沒有研究過，有興趣的同學可以自己查找資料。但是能量這一概念并不是牛頓之后才出現的，在伽利略時代，能量及其守恒思想就已經出現。

理想斜面實驗是誰“做”的？為了說明什么問題？怎樣“做”的？（伽利略“做”的；為了研究力和運動的關系，證明運動不需要力來維持）

讓小球沿一個斜面從靜止開始滾下，小球將滾上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球將上升到原來的高度。減小后一斜面的傾角，小球在這個斜面上仍達到同一高度，但這時他要滾得遠些。繼續減小后一斜面的傾角，小球達到同一高度，但滾得更遠些，若將后一斜面放平，由于球永遠達不到原來的高度，所以將永遠滾動下去。

伽利略在分析理想斜面實驗時，除了得出：運動不需要力來維持的結論外，他還注意到實驗中反映出一個轉化與守恒的事實（或思想）。

1、對理想斜面實驗的初步分析

提問1：猜一猜他看出的轉化的事實是什么？（高度與速度，還要具體說一下，如下滑時高度轉化為速度等，若有人直接說出勢能與動能，則指出伽利略時代還沒有這兩個概念）

提問2：猜一猜他看出的守恒的事實是什么？（一個與高度有關的量和一個與速度有關的量之和守恒，若回答出勢能、動能之和守恒，引導同上，若回答出高度與速度之和守恒，引導出這是描述物體運動的兩個不同概念，單位都不一樣，無法相加）

提問3：假設你是伽利略，而且掌握了牛頓運動定律和運動學公式，能不能從理論上證明出與高度有關的量和與速度有關的量之和守恒？（提醒：把h0、h、v放在一個公式中，分析從P點釋放到Q點過程中已知四個量，而學過的運動學公式中每個公式都有四個量）

總結1：伽利略對理想斜面實驗的分析：高度與速度相互轉化，轉化過程中與高度有關的量和與速度有關的量之和守恒。

2、給出動能與勢能的概念，體會動能與勢能轉化并守恒的普遍存在性。

伽利略的發現在今天看來就是我們初中學過的能量轉換與守恒的思想。其中與高度有關的量我們現在叫它勢能；與速度有關的量我們現在叫它動能。動能與勢能的概念，請用勢能和動能描述一下理想斜面實驗中的轉化與守恒的事實。

提問4：動能與勢能相互轉化，但轉化過程中總能量守恒的物理過程肯定有很多，只是你沒有特意注意，現在在大腦中搜索一下，試著列舉出幾個動能與勢能相互轉化但總能量可能守恒的實例？

重點列舉兩個：

（1）視頻：游樂場中的海盜船和秋千。雙線擺演示（老師給出雙線擺這個名字）；并演示證明左右最高點一樣高，若時間允許可以讓學生探究如何用這些器材證明左右一樣高（提醒證明方法不唯一）。最后采用底部放置直尺，左右擺開的最大距離相等）

（2）視頻：滾擺。悠悠球演示

提問5：課本開頭給出了費恩曼的一段話，（老師閱讀），費恩曼是何許人，也同學們課下自己去了解，他的這段話的意思是自然界的一切現象都受能量的轉化與守恒定律支配，回憶初中所學知識，除了動能和勢能外，還學過哪些能量？列舉出它們可以相互轉化且總能量可能守恒的實例？如電能轉化為光能等。

總結2：

（2）在理想斜面實驗中，動能與勢能相互轉化，轉化過程中總能量守恒。（3）能量的轉化與守恒是自然界普遍存在的現象。

3、體會追尋能量轉化與守恒思想的意義。

能量的轉化與守恒是自然界普遍存在的現象，由此你想到了什么？或說你意識到什么？ 提醒：（赫茲發現了電磁波，很快有人發明了電報）氣象預報說：“近年夏天會持續高溫，而且干旱……”國美的老板聽了會想到什么：空調會熱銷，發財的機會來了。使用價值：如果我掌握了守恒的規律，就可以用它來解決問題，看到了新技術，就要琢磨怎樣應用它，就是創新。如果你對它無動于衷，就總是落后于人家。

總結3：追尋“守恒量”的意義：開辟一種新的簡單的解決問題的途徑。

課堂小結

一、伽利略斜面實驗表明

“有某一量是守恒的”，這個量叫做能量。

二、能量

1、勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。

2、動能：物體由于運動而具有的能量。

三、“追尋守恒量”的意義

1、可行性：物質在運動變化過程中存在守恒量。

2、重要性：物質在運動變化過程中都要滿足一定的守恒定律。

板書

第1節 追尋守恒量

（1）伽利略對理想斜面實驗的分析：高度與速度相互轉化，轉化過程中與高度有關的量和與速度有關的量之和守恒。

（3）在理想斜面實驗中，動能與勢能相互轉化，轉化過程中總能量守恒（4）能量的轉化與守恒是自然界普遍存在的現象。

（5）追尋“守恒量”的意義：開辟一種新的簡單的解決問題的途徑。

（6）能量的概念是人類在尋找“運動中的守恒量是什么”的過程中發展起來的。