2023学年完整公开课版《追寻守恒量》9

光热利用太阳能发电光合作用太阳能有哪些用途？导入新课太阳能热能电能生物能

核能威力巨大，核能发电中，能量怎样转化？有无损失？核能热能电能水坝为什么有一个高度差？水流具有哪些能量？能量怎样转化？动能势能

当摩天轮被启动后，它具有的动能和势能怎样变化？动能势能7.1追寻守恒量第七章机械能守恒定律1.知识与能力

理解动能、势能及能量的概念与意义

通过实验理解能量守恒定律2.过程与方法

分析动能与势能的变化

分析，理解动能与势能之间的相互转化教学目标3.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热爱生活研究生活理解动能、势能的含义在动能和势能转化的过程中体会能量守恒教学重难点重点难点2﹑守恒量——能量1﹑伽利略斜面实验3﹑势能和动能本节导航“有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，支配着至今所知的一切自然现象……这条定律称做能量守恒定律。它指出某一个量，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……”——诺贝尔物理学奖获得者费恩曼小资料探究1﹑伽利略斜面实验

当小球沿斜面A从高度h处由静止滚下的运动有什么特点？小球沿斜面滚下ABhv0=0小球的高度不断减小，速度不断增大。小球凭借其位置而具有的能量不断减少，而由于运动而具有的能量不断增大。分析Ahv0=0小球向下滚动的运动过程GG1小球的高度不断增大，速度不断减小。小球凭借其位置而具有的能量不断增大，而由于运动而具有的能量不断减小，Bhv0=0小球向上滚动的运动过程hGG1等高如果斜面光滑，当小球到达B斜面的h高度时，速度为0。

这一特点说明小球在运动过程中，有一个量不变，即存在守恒量。

若斜面B比A陡些或缓些，小球的速度最后总会变为0吗？此时的高度与初始位置的高度有什么关系？探究ABhv0=0ABhv0=0v0=0v0=0hh通过以上实验我们可以观察到斜面上的小球、单摆中的小球、滚摆中的轮子好像“记得”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。

后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。能量无处不在2﹑守恒量——能量

物质运动有多种形式，表现各异，但可互相转换，表明这些运动有共性，也有内在的统一的量度，即能量。

能量有机械能、内能、电能、化学能、光能等各种形式，出现在不同的运动中，并通过作功、热传递等方式进行转换。（1）能量有多种形式：（2）能量的符号及单位：能量的符号：E

国际单位：焦耳

J

常用单位：千瓦时

kWh、卡cal、尔格erg、

电子伏（特）eV……1J=0.2388cal=(3.6×106)-1kWh1eV=1.6×10-19J换算关系：

你能否根据“速度”与“高度”的关系，将伽利略斜面实验的运动过程抽象化？小球由加速过程过渡到减速过程，恢复到原来的高度；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；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。想一想3﹑势能和动能在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度时，小球被赋予一种形式的能量——势能。相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potentialenergy）。名词解释ABhv0=0参考面它们具有势能球杠铃被弹高的人高处的物体具有势能探究ABhv0=0小球在全部运动过程中，能量是怎样转化的？用“能量”描述伽利略斜面实验当小球由最高点沿斜面A运动到达最低点时，能量怎样变化？想一想ABhv0=0势能消失动能全部参考面速度最大高度为0小球到达最低点（参考面）势能去了哪里？用“能量”描述伽利略斜面实验

物体由于运动而具有的能量叫做动能（kineticenergy）。名词解释运动着的汽车具有动能飞驰的足球具有动能高速飞行的火箭具有动能

当小球由最低点继续沿斜面Ｂ升高时，能量有何变化？想一想ABhv0=0动能减小势能增大高度变大速度变小不断失去动能势能不断被“回收”用“能量”描述伽利略斜面实验ABhv0=0h

当小球沿斜面B上升，速度变为０时，能量有何变化？想一想v0=0动能消失势能全部高度最大速度为0起始高度h=动能去了哪里？用“能量”描述伽利略斜面实验回顾用“力”描述伽利略斜面实验为了提高小球，人施加了与重力相反的力。当释放小球时，重力使小球滚下斜面。在斜面的底部，小球由于惯性而滚上斜面Ｂ。ABhv0=0GGF

从“力”的角度分析伽利略斜面实验的运动过程，有何不足之处？不足！

不能表达和解释一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确的终止于同它开始点相同的高度，决不会更高一点，也决不会更低一点。这说明某种“东西”在小球运动过程中是不变的，这个“东西”就是能量。想一想1.伽利略斜面实验表明:

“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。2.能量:

能量是一个守恒量，而且它有不同的表现形式。3.势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。4.动能：物体由于运动而具有的能量。课堂小结5.“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。1.下列实例中,动能转化为势能的是(

)A.竖直上抛的正在上升的小球．B.上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶.C.从高处下落的石块．D.从斜槽上滚下的小球．A课堂练习解析：B、C、D中均为势能转化为动能．

A中为重力势能转化为小球的动能．2.以竖直上抛的小球为例说明小球的势能和动能的转化情况．这个例子中是否存在着能的总量保持不变？

竖直上抛运动的小球，首先由动能转化为势能，达到最高点时，动能为零，势能最大，在下落时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，势能又转化为动能．在小球运动的过程中，小球的机械能总量保持不变．3.举出生活中的一个例子，说明不同形式的能量之间可以互相转化．

例：游乐园中的海盗船，如果没有摩擦力和空气阻力，船在摇摆时都能达到一定的高度．这说明实际生活中的问题理想化后，确实存在着某一物理量是不变的．“能量”概念发展史简介1.伽利略对摆的论证——为后人认识机械能守恒开辟一途径。2.莱布尼兹提出的物体运动的量与物体速度平方成正比被科里奥利称为“活力”。3.英国物理学家杨（T.Young）(在光的干涉方面作出贡献)将mv2/2称作能量。课外拓展4.热学中永动机不可能实现的确认和各种物理现象之间的普遍联系的发现，导致了能量守恒定律的最终确立。5.能量守恒定律的发现最重要的贡献者当推迈耶（M.Meyer）、焦耳（J.P.Joule）和亥姆霍兹（H.vo