2016-2017学年广东省江门市第一中学高一物理学案：7.1追寻守恒量——能量（新人教版必修2）

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7.1追寻守恒量——能量
学习目标
知识与技能：1、理解动能、势能及能量的概念与意义.知道守恒是自然界的重要规律，初步领会能量转化、变中有恒的思想。21教育网
2、能独立分析伽利略理想余面实验的能量转换和守恒关系
3、了解动能、势能的概念。会分析生活中有关机械能转化的问题,能列举不同形式的能量可以相互转化并守恒的实例www-2-1-cnjy-com
过程与方法
：1、体会伽利略分析问题的精妙，学习分析事物本质的方法,领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法。2-1-c-n-j-y
2、在列举事例过程中体会费恩曼所说话的深刻内涵，体会转化与守恒的普遍性。
情感态度与价值观：1、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。
2、通过“追寻守恒量”，使学生了解守恒思想的重要性，初步树立能量转化与守恒的观，学会从物理现象中探求事物本质的科学态度和研究方法21·cn·jy·com
3、通过学习，要善于把实际问题理想化
学习重点
理解动能、势能的含义，体会能量转化、守恒的普遍存在性。
学习难点
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，能意识到存在的巨大使用前景。
预习案
一、能量的概念
1.最先由
加利略
提出这个概念，他指出：有某一个量，我们把它称为
能量
。2·1·c·n·j·y
2.所有自然现象都涉及能量，人类任何活动都离不开能量：流动的江水具有
动能
；高处水库里的水具有
重力势能
；现代化的生活离不开
能源
；现代交通工具离不开燃料燃烧释放的
热能
；核电站要利用原子核裂变时释放的
核能
；人的生命需要摄入食物中的；绿色植物的生长需要
光能
。
能量无处不在，并且不同形式的能量可以
相互转化
。【出处：21教育名师】
二、伽利略的实验
1.实验中伽利略发现一个启发性的事实：无论斜面B比斜面A陡些或者缓些，小球的速度最后
为零
，这点距斜面底端的高度与
A
相同。
2.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
恒量
或
守恒量
.【版权所有：21教育】
3.相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做
势能
；物体由于运动而具有的能量叫做
动能
；这二者统称为
机械能
。21教育名师原创作品
4.实验中，小球沿斜面A下滑时能量由
重力势能
转化成
动能
。
沿斜面B上滑的时候能量由
动能
转化成
重力势能
。
探究案：
探究一：能量概念的萌芽
1．人类认识能量是从自然现象涉及能量开始的，哪些自然现象涉及能量？
2．小球从A斜面滚下，再滚上B斜面，守住了高度。守恒的是什么？
探究二：什么是能量
1.势能的概念是如何定义的？动能的概念是如何定义的？
2.小球从A斜面滚下的时候，小球能量转化是什么能转化为什么能？当小球滚上B斜面的时候，小球的能量又是如何转化的？21·世纪
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3.如果不用能量描述，能描述小球从A滚下再滚上B斜面等高吗？
能力训练案
1.下列现象中，物体动能转化为势能的是（
D
）
A.秋千在最高处荡向最低处
B.张开的弓箭水平射出去箭
C.骑自行车匀速驶上斜坡
D.正腾空上升的礼花弹
2.伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地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，小球在运动过程中有一个物理量是不变的，这个物理量应该是（
D
）
A.弹力
B.势能
C.速度
D.能量
3.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流星在夜空中坠落，并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中包含的相同物理过程是（
A
）【来源：21·世纪·教育·网】
A.物体的动能转化为其它形式的能量
B.物体的势能转化为其它形式的能量
C.物体的机械能转化为其它形式的能量
D.其它形式的能转化为物体的机械能
4.关于伽利略的理想实验，有下列实验和推论：
A.减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。
B.两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
C.如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。
D.继续减小第二个斜面的倾角到零，小球将沿水平面做持续的匀速直线运动。
在此实验中：事实是
B
；推论是
ACD
。
过关检测案
1.诺贝尔物理学奖获得者费恩曼曾说过：有一个事实，如果你愿意，也可说一条定律，支配着至今所知的一切现象……这条定律就是
（
D
）【来源：21cnj
y.co
m】
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
2.下列说法正确的是
（
D
）
①“力”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念
②“能量”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念
③“力”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一
④“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一
A.①③
B.②④
C.①④
D.②③
3.如图所示，电动小车沿斜面从A匀速运动到B，则在运动过程中
（
A
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A.动能减少，势能增加
B.动能不变，势能增加
C.动能减少，势能不变
D.动能不变，势能减少
4.如图所示，一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动，图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置，其中a、c等高.在小球摆动的整个过程中，动能最大时是在
b点，在
a
c
点势能最大；如果没有空气阻力的影响，小球在a点的动能
等于
（填“大于”、“等于”或“小于”）在c点的动能.
5.伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点。如果在E或F处钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点。这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，其末速度的大小
A.只与斜面的倾角有关
B.只与斜面的长度有关
C.只与下滑的高度有关
D.只与物体的质量有关
答案：C
解析：伽利略的理想西面和摆球实验，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”起自己的起始高度，实质是动能与势能的转化过程中，总能量不变。物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，高度越高，初始的势能越大转化后的末动能也就越大，速度越大。选项C正确。21
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6．.如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则www.21-cn-jy.com
A.时刻小球动能最大
B.
时刻小球动能最大
C.
~这段时间内，小球的动能先增加后减少
D.
~这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
【答案】C
【解析】小球在接触弹簧之前做自由落体。碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当加速度为0，即重力等于弹簧弹力时速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能。上升过程恰好与下降过程互逆。由乙图可知t1时刻开始接触弹簧；t2时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小；t3时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；t2-t3这段时间内，小球的先加速后减速，动能先增加后减小，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能。21cnjy.com
学后反思：
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