《追寻守恒量》（新人教版必修）

高中物理新人教版必修２系列课件71《追寻守恒量》教学目标（一）知识与技能理解动能、势能及能量的概念与意义。（二）过程与方法会分析动能与势能间的相互转化。（三）情感、态度与价值观通过动能、势能间的相互转化来研究生活中的物体的运动，培养热爱生活的情趣。教学重点理解动能、势能的含义。教学难点在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。诺贝尔物理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现象……这条定律就是能量守恒定律,它指出有某个量,我们把它称为能量,在自然界经历的多种多样的变化中，它不变化,那是一个最抽象的概念……然而正是这个最抽象的概念，却是物理学中最重要、意义也最深远的概念之一。观察伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）试用所学知识证明ABhh,小球“记得”原来的高度！在A斜面上：a＝gsinαv2-v02=2a＝v2/2a＝h/sinαABhh’αβ在B斜面上：a’＝－gsinβ’＝h’/sinβ=（0－v2）/2a，＝-v2/2a，∴h’＝h证明思考、小球从一个斜面某一高度由静止滑下，运动到另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？答、小球经历了先加速后减速的过程1、下滑过程小球所受合力方向与运动方向一致，小球做加速运动，直到斜面底端，速度达到最大2、上滑过程小球所受合力方向与运动方向相反，小球做减速运动，直到速度为零可见，如果斜面是光滑的，当小球滑上另一个斜面的相同高度时，速度为零，小球好像“记得”自己原来的高度，然后重复前面的运动。各个过程中，运动和力有何关系？小球的运动有什么特点？小球高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同时，速度在减小。思考此消彼长小球运动中，有无守恒量（即有没有哪个物理量保持不变）？那是一个什么物理量？现在我们将物理过程抽象化1、小球由加速过程过渡到减速过程，恢复到原来的高度2、加速过程与减速过程中与高度有关的一个物理量在变化的同时，一个与速度有关的物理量也在变化3、与高度有关的物理量的变化引起了另一个与速度有关的物理量的变化思考

1、什么叫能量？

2、什么叫动能、势能？

3、在伽利略理想斜面实验中，动能、势能怎样变化？

伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量或能。说明：能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量。一、能量二、几种常见的能量形式相互作用的物体凭借其位置而具有的能，叫做势能。伽利略把小球提高到起始点的高度时，就赋予了一种形式的能量——称它为势能。物体由于运动而具有的能，叫做动能。小球释放：开始运动，获得了速度。达到底部：以前在高处的势能，已经消失，但获得了运动——能量并未消失，而是以另一种形式出现。在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的ABhh分析A下滑动能增加,势能减少

B上滑势能增加,动能减少三、守恒量小球释放：开始运动，获得了速度。达到底部：以前在高处的势能，已经消失，但获得了运动——能量并未消失，而是以另一种形式出现。继续升高：运动变慢，不断丢失动能，而高度不断增加，势能不断被“回收”，达到速度为0，小球达到起始高度，全部动能转化为势能。如果忽略空气和摩擦阻力，小球必将准确地终于起始相同的高度，绝不会更高一点，也不会更低一点——某种“东西”是不变的，这个东西就是“能量”——动能和势能之和守恒机械能）。“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一定的守恒定律。做自由落体的小球的势能和动能如何转换？改成竖直上抛呢？思考例题1：滑雪运动员沿光滑斜面下滑，在下滑过程中，动能、势能如何变化？能量守恒吗？解析：运动员沿光滑斜面下滑，速度变大，高度降低，故其动能越来越大，势能越来越小。由于斜面光滑，没有其他能量生成，因此机械能守恒。请注意：能量总是守恒的，但动能与势能的和不一定守恒，在存在摩擦力的情况下，机械能（动能与势力的和）不守恒，例如木箱沿斜面匀速下滑过程中，存在摩擦生热现象，总能量是守恒的，但机械能不守恒。例题2：在光滑地面上，一弹簧一端固定竖直墙上，另一端连着一个小球，用力压缩弹簧，释放后，试分析能量转化关系。分析:弹簧被压缩,贮存了能量（弹性势能）,然后又逐渐转化为小球的动能，当弹簧恢复到原长时,势能为零,球的动能最大,在弹簧伸长过程中，球的动能减少,弹簧的势能又增加,球在往复运动过程中,球的动能与弹簧的势能相互转化,总的能量不变。练习：1、诺贝尔物理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，支配者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D2竖直上抛的物体上升至最高点过程中受什么力作用？什么能之间发生转化？如果是下落情况又怎样？练习：3物体在粗糙的水平面上运动而停止受什么力作用？能是怎么转化的？练习：4、苹果从树上掉下时，速度越来越大，下列说法正确的是（）A、高度转变成了速度B、苹果的能量增加C、势能转变成了动能D、苹果的机械能不变C5、相同的弹簧伸长量越大，弹簧的弹性势能越大，在同一个弹簧秤下分别挂5N和3N的物体时，弹簧秤上弹簧具有的弹性势能（）A、两次具有相同的弹性势能B、第一次比第二次的弹性势能大C、第一次比第二次的弹性势能小D、无法比较其大小B6、唐朝诗人杜甫的《登高》中有这样两句诗：“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”。从物理学的角度来说，“落木萧萧下”的过程是___________能转化为________能；而“滚滚来”的长江水蕴含丰富的_________能。势能动能机械能6、如果我们把相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能;把物体由于运动而具有的能量叫做动能,那么,伽利略的斜面实验可以给我们一个启示,这个启示正确的是（）①小球在斜面A上运动时,小球离地面的高度减小,速度增加,小球的速度是由高度转变而来的②小球在斜面B上运动时,小