人教物理必修追寻守恒量——能量

第七章机械能守恒定律1.追寻守恒量---能量知识点1 能量伽利略在斜面小球实验中,发现一个启发性的事实:无论斜面B比斜面A陡或缓,小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0,这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同。

在物理学中,我们把这一事实说成是“某一量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。

知识点2 势能相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能量叫做势能。

知识点3 动能及能量转化物体由于运动而具有的能量叫做动能。

考点1 对伽利略理想斜面实验的理解【例1】在如图1所示的实验中,小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下,每次都能到达右端与A等高的B点。

关于其原因,下列说法中正确的是( )图1A.是因为小球总是记得自己的高度B.是因为小球在运动过程中,始终保持能量守恒C.是因为小球在运动过程中,始终保持势能守恒D.是因为小球在运动过程中,始终保持动能守恒答案：B点拨：小球在运动过程中守恒的“东西”是能量。

规律技巧总结：伽利略的理想斜面实验为能量概念的建立和能量守恒定律的发现奠定了良好的基础,这也正是这一实验的重大意义所在。

寻找守恒量必须讲究科学的方法:如观察此消彼长的物理量、研究其相互的关系、科学构思巧妙的实验、精确地论证推理和计算等。

考点2 对机械能概念的理解【例2】下列物体中,具有动能的是( )A.房顶上的瓦片B.公路上行驶的汽车C.课桌上的书本D.路旁的大树答案：B点拨：本题考查动能的概念,根据动能的概念——物体由于运动而具有的能量叫动能,可知B选项正确。

规律技巧总结：(1)一切运动物体都具有动能,大到天体小到微观粒子。

(2)动能与物体的质量、速度有关,故也与参照系的选取有关,没有特别说明的情况下一般选取大地为参照系。

(3)由于物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能,弹性形变越大,对应的弹性势能也越大。

考点3 对守恒思想的理解【例3】在下列事例中,哪些属于动能和势能相互转化、而动能和势能的总和是保持不变的( )A.游乐园中的海盗船,如果没有摩擦和空气阻力,船在摇摆过程中的运动B.在不计空气阻力的情况下,将一小球竖直上抛,小球从抛出点到落回抛出点的运动过程C.物体以一定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而达到一定的高度D.自行车从斜坡顶端由静止滑下答案：A、B点拨：在没有摩擦和空气阻力的条件下,海盗船在摆动时势能和动能相互转化,每次摇摆都能达到相同的高度,总能量保持不变。

课题： 追寻守恒量（1课时）教学三维目标1、知识与技能（1）领悟伽利略理想斜面实验中的转化和守恒的事实；（2）理解能量这个物理量及动能、势能的物理意义；（3）独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系；（4）除伽利略理想斜面实验以外，能列举出其它动能与势能相互转化和守恒的实例；（5）能够列举出不同形式的能量可以互相转化并可能守恒；（6）理解能量转化与守恒是一种重要的自然规律，激发学生产生用这一规律解决问题的意识。

2、过程与方法（1）体会伽利略分析问题的精妙，学习他能分析出事物本质的方法；（2）体会费恩曼所说话的深刻内涵，体会转化与守恒的普遍性。

3、情感、态度、价值观（1）体会大自然的多样性和科学概念的概括性，激发对自然现象的探究欲望和对科学知识的崇尚精神。

（2）体会物理规律分析问题的简洁之美。

教学重点：理解动能、势能的含义，体会能量转化、守恒的普遍存在性。

教学难点：培养创新能力，使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后，能马上意识到这里面存在的巨大的使用前景（就象商人看到了商机）。

教学用具：多媒体课件、视频录像、双线摆系统和直尺一套、悠悠球一个，实物投影系统一套。

教学过程：从本章开始，我们研究力学中另外一个重要的物理量：能量，以及它所遵守的规律。

大家知道，牛顿是经典力学的奠基人，他提出了三个定律和万有引力定律，但是他没有研究过能量（至少没有深入研究），课本上有一句话：“‘能量’是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一”至于力学中还有哪些概念牛顿也没有研究过，有兴趣的同学可以自己查找资料。

但是能量这一概念并不是牛顿之后才出现的，在伽利略时代，能量及其守恒思想就已经出现。

理想斜面实验是谁“做”的为了说明什么问题怎样“做”的（伽利略“做”的；为了研究力和运动的关系，证明运动不需要力来维持）让小球沿一个斜面从静止开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。

减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时他要滚得远些。

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第7章第1课时追寻守恒量——能量基础夯实1．在下列事例中，哪些属于动能和势能相互转化、而动能和势能的总和是保持不变的()A．游乐园中的海盗船，如果没有摩擦和空气阻力，船在摇摆过程中的运动B．在不计空气阻力的情况下，将一小球竖直上抛，小球从抛出点到落回抛出点的运动过程C．物体以一定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而达到一定的高度D．自行车从斜坡顶端由静止滑下答案：AB解析：在没有摩擦和空气阻力的条件下，海盗船在摆动时势能和动能相互转化，每次摇摆都能达到相同的高度，总能量保持不变．在不计空气阻力的情况下，小球竖直上抛的运动是动能转变为势能、势能又转变为动能的过程，总能量保持不变；物体沿粗糙斜面运动和自行车沿斜坡下滑，是动能和势能相互转化，但动能和势能的总和减小，因为摩擦，物体会消耗一部分机械能．2．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．答案：势动动3．从高处落下一个球，与地相碰后又被弹回到原高处．球从下落到着地时间内，______能转化为________；球从离开地面到升回到原处，________能转化为________．答案：重力势能动能动能重力势能4．如图所示，滚摆在上下转动时，能量如何转化？能的总量是否保持不变？答案：滚摆向上转动时，动能转化为重力势能，向下转动时，重力势能转化为动能．若不计空气阻力，机械能总量保持不变．5．一物体沿某一斜面匀速下滑，在下滑过程中，动能不变，势能减小，因而能量不守恒，这种说法正确吗？为什么？答案：物体下滑时，受到摩擦力，产生热量．机械能转化为内能，总能量守恒．因而这种说法不正确．6．现代生活离不开电能，水电资源是中国现有能源中惟一可以大规模开发的可再生能源(如图所示)．在水利发电过程中，能量是如何转化的？答案：在水力发电过程中，利用水位落差，先把重力势能转化为发电机电枢的动能，再把动能转化为电能．7.打夯时，夯锤高高举起又落下，砸在工作面上(如图所示)，请你说说打夯的过程中发生了哪些能量的转化？答案：人把夯举高消耗体内的化学能使夯具有重力势能，下落时夯的速度越来越大，势能转化为动能，落地时动能又转化成内能等其他形式的能．能力提升1．在如图所示的实验中，小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下，每次都能到达右端与A等高的B点．关于其原因，下列说法中正确的是()A．是因为小球总是记得自己的高度B．是因为小球在运动过程中，始终保持能量守恒C．是因为小球在运动过程中，始终保持势能守恒D．是因为小球在运动过程中，始终保持动能守恒答案：B解析：小球在运动过程中守恒的“东西”是能量．2．鸽子和麻雀在空中飞行，如果它们具有的动能相等，那么________；如果它们具有的势能相等，那么______．(选项填空)()A．鸽子比麻雀飞得快B．麻雀比鸽子飞得快C．鸽子比麻雀飞得高D．麻雀比鸽子飞得高答案：BD3．下面的物体中，只具有动能的是()，只具有势能的是()，既具有动能又具有势能的是()．(以地面为参考平面)A．停在地面上的汽车B．在空中飞行的飞机C．被起重机吊在空中静止的货物D．压缩的弹簧E．正在水平铁轨上行驶的火车答案：E CD B4．下列过程中有什么样的能量转化？A．放爆竹时，爆竹腾空飞起．_____________________________________________B．冬天人们在阳光下取暖．_______________________________________________C．用煤气灶烧水．_______________________________________________________D．反复弯折的铁丝发热．_________________________________________________答案：A.化学能转化为动能，动能转化为重力势能．B．太阳能转化为热能．C．化学能转化为热能．D．机械能转化为热能．5．(1)全自动手表不用人工上发条，分析它是如何获得能量而不停地走动的．(2)如果让它长时间静止不动它还能走动吗？为什么？答案：(1)全自动手表靠手臂摆动上发条，产生弹性形变，然后由机械装置，控制其弹性形变的恢复量，即秒针的走动．齿轮间的相互咬合，构成了时针和分针及秒针的相对位置，就可以显示时间．也就是说发条通过上链动作，聚集能量，然后通过传动系统把能量输送到指针上显示时间．(2)如果长时间静止，发条上储存的能量消耗完毕后，它就会停止走动．6．跳板跳水运动员在弹离跳板后，先上升到一定的高度，在空气中完成一系列复杂而优美的动作后入水(如图所示)．将运动员视为质点，请你分析一下从运动员起跳到入水的全过程，有哪些能量发生了相互转化？答案：跳水运动员在走板和起跳时要先使跳板上下振动，此过程运动员将身体储存的化学能转化为跳板的(弹性)势能，然后再将这一(弹性)势能转化为身体起跳的动能；运动员离开跳板上升的过程，动能逐渐减小，动能逐渐转化为(重力)势能；当运动员从最高点下降时，(重力)势能逐渐减小，运动员的动能逐渐增大，所以此过程是(重力)势能转化为动能的过程；运动员入水后，受水的阻力的作用，运动员的(重力)势能和动能都要减小，这部分能量要转化为水和人的内能．7．2008年北京奥运会上，我国射箭运动员在比赛中屡屡获胜．如图所示，请你分析一下在射箭过程中能量是如何转化的？将弓的弹性势能转化为箭的动能．。