高中物理 7.1追寻守恒量 能量导学案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理学案.doc

高一物理必修二第七章第一节《追寻守恒量—能量》导学案命制学校：沙市第五中学命制教师：学习目标：1、知道自然界中存在着多种守恒的因素，守恒是自然
界的重要规律。能量是自然界中存在着的守恒量之一。
2、知道动能、势能及能量的概念。
3、通过具体的事例使同学们对守恒、能量之间的相互转化有初步的认识．学习重点：理解动能、势能及能量的概念与意义。学习难点：在动能和势能转化的过程中体会能量转化与守恒的普遍性学法指导：阅读、思考，讨论、交流初中重力势能、动能及能量的概念，能量的相互转化及守恒规律自主学习1．关于“能量”的概念
能量是一个抽象的物理概念，是物理学中研究问题的“工具”，教材并没有对能量下严格的定义，而是将“记得”说成是一个守恒量，这个守恒量叫做能量。其原因是在本节教材中无法对能量下严格的定义，因此在此不要去追求能量的严格定义，随着学习的深入会逐步得到准确的定义，但应该看到物理学中的守恒量有着十分重要的功能。
2．势能
(1)物体凭借其_________而具有的能量叫做势能
(2)势能与位置有关，当位置改变时，势能也随之改变。物体（看作质点）所处的位置是一个空间点，在一维空间（数轴）上用（x）表示，在二维空间（平面直角坐标系）中用（x、y）表示；在三维空间中用（x、y、z）表示。
（3）存在势能的条件：
①两物体间有，物体才会有势能
②势能是与两物体有关的能量
(4)势能和动能可以相互转化。
在这种转化时，势能减少的同时，______在增加；势能增加的同时，______在减少。
3．动能
(1)物体由于_________而具有的能量叫做动能
(2)运动的相对性:即速度是相对于参考系而言的。
由于牛顿力学仅适用于________参考系，因此本处运动的参考系也是指____________，没有特殊说明，一般指地面参考系。
(3)动能可以和势能发生转化。
在这种转化过程中，动能减少同时，_____在增加；动能增加的同时，______在减少.
合作探究探究一、伽利略的斜面实验

观察现象：
（1）如果斜面光滑，小球停下时的高度与它出发时的高度相同
（2）小球高度减小时，速度就增大；反之，高度增大时，速度就减小。似乎“高度”和“速度”可以相互转化？似乎存在一个什么不变的因素？是不是高度与速度加起来是守恒的。但是高度与速度不是同一类物理量，单位不同，不能直接相加。猜想：是否存在一个与速度有关的量A,一个与高度有关的量B，它们的单位相同，A+B的总量守恒？
2、小球运动过程中的什么因素是保持不变的（即守恒）？
在这个实验中，小球一滚下斜面A，它就要继续滚上另一个斜面B.重要的是，伽利略发现了具有启发性的事实：无论斜面B比斜面A陡些还是缓些，小球最后总会在斜面上的某点停下来，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同.看起来，小球好像“记得”自己起始的高度.然而，“记得”并不是物理学的语言.在物理学中，我们把这一事实说成是“有某一量是守恒的”，并且把这个量叫做能量或能.
探究二、物体的势能与动能
当伽利略把小球从桌面提高到起始点的高度时，他赋予小球一种形式的能量，我们称它为势能，并且可以说：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能.
当伽利略释放小球后，小球开始运动，获得速度，当它到达斜面的底部时，已经处于桌面的平面上.以前由于它在桌面上方的某一高度而具有的势能，现在已经消失.但是，小球获得了运动.这个事实可以理解为：势能并未丢失，而是转化成另一种形式的能量，我们称它为动能，并且可以说：物体由于运动而具有的能量叫做动能。
探究三、追寻守恒量
当小球继续沿斜面B升高时，它会变慢，因而不断失去动能；但它的高度在增加，势能不断被“回收”.当小球最后静止下来时，其全部动能都转化成势能，小球相对桌面的高度又达到它在实验起始时的高度.
引入能量的概念是在物理学发展中追寻守恒量的一个重要事例.
如果不采用能量的概念，我们也可以利用以前的语言来描述这个实验.我们可以说：“为了提高小球，伽利略施加了与重力相反的力.当他释放小球时，重力使小球滚下斜面A.在斜面的底部，小球由于惯性而滚上斜面B.”
但是，这样的描述不能表达一个最重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同的高度，绝不会更高一点，也绝不会更低一点.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.
探究四、造成能量转化的原因是什么？
当物体受到重力，而且造成物体的高度下降时（也就是有重力方向上的位移时），物体的势能减小，动能增加。也就是说，当重力有做功时，势能和动能相互转化。能量的转化或转移可能是通过重力做功实现的，也可能是通过其他力做功实现的，总之，为了定量地表示各种能量以及这些能量的转化情况，必须首先研究力以及力的做功情况