高中物理 7.1《追寻守恒量》教学设计4 新人教版必修2(1).doc

第1节追寻守恒量新课教学今天，我和同学们一起来寻找一个守恒量，此守恒量在物理学中贯穿始终，非常重要的一个物理量，这也是牛顿老前辈的遗憾之一，其实有牛顿之前，伽俐略的斜面实验就已经显露出了这种守恒思想，我们来看看伽俐略的理想斜面实验：分析运动过程的特殊状态上滚过程下滚过程高度速度问:利用我给你们的实验器材,如何设计一个实验来追寻伽俐略的理想斜面实验过程(器材:带绳的小钢球,铁架台,直尺等)让学生设计,整理,实验,学生进行分组实验，单摆学生边做实验边观察并分析物体运动过程中的详细运动情况，并且总结观察现象得出结论。在分析过程中加以引导学生很快就能得到结论：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？（学生设计如何做好下一步实验，来排除这种凝虑）为了更好地说明问题我们继续观察实验：在单摆悬点地正下方放一钉子阻挡小钉子观察小球的上升位置。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：这个实验中那些量守恒呢？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。故是能量守恒学生举例：你们初中学习过那些能量？（学生可能会答道，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 分析以上几个实验现象，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。在学生理解了动能、势能和能量守恒的概念后，让学生用能量的观点来分析前面的几个实验的过程。当我们将小球提升至起始高度时，我们赋予了小球一定的势能。释放小球后，小球开始运动，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逐渐转化为了动能；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，此时小球的动能逐渐转化为了势能。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。在一定的条件下（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? 请一位学生上来表演,别一位同学用能量观点作解释.四：一般情况下的机械能守恒的思考？如果把单摆放在油中做实验，结果如何？能量还守恒吗？提问：能量守恒吗？回答：能量依然守恒。此时能量有一部分转化为热能（内能）。五：练习：【例】 在伽利略实验中，如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略(斜面粗糙)，人们要寻找的守恒量还存在吗？如图1.解析：通过实验不难发现，在伽利略实验中有空气阻力的情况下，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减少了，能量看起来不再守恒.由此引发两方面的思考：其一，物体系统减少的能量哪儿去了，是消失了吗？其二，如果没有消失，它转化为哪种形式的能量？减少的重力势能是否等量地以另一种形式出现？若球减少的重力势能以另外的形式等量出现，则能量仍是守恒的.联系所学过的知识和生活中的经验知道，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.设计精确的实验，收集测量这部分热能，便可以验证守恒量的存在与否.点评：本题是一个改变实验条件而引发出的一个具有探索性、开放性的问题，可考查 学生：（1）对比实验：采用控制变量法在不同条件下实验.（2）发现问题：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？球减少的重力势能哪儿去了？（4）运用知识推理论证：产生了热（5）设计实验证明自己的推理：损失的能量是否全部转化为热?板书设计：一、伽利略斜面实验表明 “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一定的守恒定律。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决定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