5.1 追寻守恒量（精选5篇）
第一节 追寻守恒量
教学目标：
1、了解势能、动能的概念
2、初步建立机械能守恒和能量守恒的思想
3、通过守恒观点的建立使学生树立科学的世界观
教学重难点：
通过对具体事例的分析建立守恒的思想
教具：
单摆，玻璃棒若干根。
教学过程：
［引入］：
问题：在一个大热天，小强和小明呆在小强家里玩游戏，两人热得是满头大汗，可小强家里没有空调，怎么办呢？最后还是小明反应快，他对小强说：“你家不是有冰箱吗，咱们把冰箱的门开着，不就可以降温了吗！”于是，他们把门窗关好，把冰箱门开着，他们能达到预期的效果吗？
［新课］：
一.关于理想实验
问题：伽利略的理想实验的内容？小球怎样运动的？为什么这样运动？（从力的角度）
内容：如图所示，让小球从斜面1由静止开始滚下，小球将滚上斜面2，如果没有摩擦，小球将滚到与斜面1等高的地方。
解释：当小球在斜面1上向下滚时，重力沿斜面向下的分力使小球做加速运动，小球的速度越来越大；当小球滚上斜面2时，重力沿斜面向下的分力使小球做减速运动，小球的速度越来越小。
但从动力学的角度不能解释小球为什么会到达与斜面1上等高的地方，不会高也不会低。事实上，这一特点说明小球在运动的过程中，有一个量是不变的，即守恒的。这个量就是能量或能。
二.两种形式的能
1.相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。（重力势能、弹性势能）
2.物体由于运动而具有的能量叫做动能。
解释：当小球被抬高时，它获得了一定量的重力势能，随着小球向下运动，它的重力势能逐渐减少，但它的速度逐渐增大，即它的动能逐渐增加；当小球沿着斜面2向上运动时，过程与在斜面1上相反。
讨论：小球要达到与斜面1等高的地方，必须满足什么条件？
提示：（1）小球在初始位置的重力势能与小球到达底端时的动能具有什么关系？
（2）小球在其它位置的能量与小球在初始位置的重力势能有什么关系？
如果没有摩擦，小球向下运动时，重力势能向动能转化，小球在斜面底端的动能等于小球在初始位置时的重力势能，当小球向上运动时，动能向重力势能转化，小球上升到最高位置时的重力势能与底端时的动能相等，所以小球一定上升到与斜面1等高的地方。事实上，小球在任何位置的动能与重力势能之和都相等，即机械能守恒。
三.拓展
让学生列举生活现象并加以讨论。
秋千（单摆），过山车，钻木取火，电炉丝通电发热，植物的光合作用，以及解释开头提出的问题。把守恒的观点推广到多个物体和其它形式的能。
知识与技能
理解动能、势能及能量的概念与意义。
过程与方法
会分析动能与势能间的相互转化。
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。
教学重点
理解动能、势能的含义。
教学难点
在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。
教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
教学工具
多媒体课件
教学过程
（一）引入新课
指导学生列举生活中能量转化的例子，让学生初步体会“能量”在人类生活中的重要性。
学生思考，列举实例。学生代表发言，其他同学补充。
总结点评学生的发言情况，引出课题。
（二）进行新课
1、对能量概念的学习
让一位学生大声朗读教材开头费恩曼的话，让学生体会能量守恒定律的重要性。
课件展示“伽利略斜面实验”，通过动画展示，让学生感受到“有某一量是守恒的”。
认真观看课件演示，用心体会。
帮助学生总结，得出“能量”的概念。
2、对势能、动能概念的学习
课件展示“势能和动能的相互转化”，通过动画展示，建立势能和动能的概念，
并让学生感受到“势能和动能”是可以转化的，但总和是不变的。
认真观看课件演示，用心体会，并发表见解。
引导学生阅读教材，并用能量的观点，解释“小球”释放后为什么会重新回
到原来的高度。
培养学生观察问题分析问题的习惯，培养学生的探究意识和进一步学习的欲望。
提出问题：如果不采用能量的概念，用我们以前的语言能否解释这个实验？
这种描述具有什么局限？
学生思考老师的问题，讨论后学生代表发言。
教师针对学生的回答进行点评。
点评：教师求追不舍，设置疑问，进一步激发学生的探究意识和学习的欲望。
（三）课堂总结、点评
让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
机械能相互转化的实例分析
［例］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。在这个例子中是否存在着能的总量保持不变？
解析：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，势能达到最大，在下落时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，势能又转化为动能。在小球运动过程中，小球的机械能总量保持不变。
反馈练习
1、诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说：有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配者至今所知的一切现象……这条定律就是 （ ）
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（ ）
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、在伽利略实验中，小球从斜面a上离斜面底端h高处滚下斜面，通过最低点后继续滚上另一个斜面b，小球最终会在斜面b上某点停下来而后又下滑，这点距斜面底端的竖直高度仍为h，在小球运动过程中，下列说法正确的是（ ）
①小球在a斜面上运动时，离斜面底端的竖直高度越来越小，小球的运动速度越来越大。
②小球在a斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大
③小球在b斜面上运动时，速度越来越大，离斜面底端的高度越来越小
④小球在b斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大
a、①② b、②③
c、①④ d、③④
4、伽利略实验的条件是 ；忽略次要矛盾抓重要矛盾。后来发展为伽利略的理想斜面实验，为 最终的提出奠定了基础。
5、当伽利略把小球从桌面提高到起始点的高度时，他赋予了小球一种形式的能量，我们称之为 ，我们把 叫势能。
6、“神州”五号飞船进入太空后，首先在一个椭圆轨道上平稳运行，它在椭圆轨道上运动过程中，动能和势能如何变化？总机械能如何变化？
作业
课后讨论p3“问题与练习”中的问题。
完成《学案》
课后反思
一、学习任务分析
1.教材的地位和作用
在物理学中，能量并不是由功定义的。能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。能量概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。守恒关系是自然中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的，因为它是极为重要的研究方向。根据这种认识，所以本节从追寻守恒量出发引入能量概念，为能量学习奠定了基础并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。
2.学习的主要任务
“追寻守恒量”一节，主要是使学生了解守恒思想的重要性。学生在学习本节课前已经学习了能量的有关知识，在过去的教学中，是先学习能量的概念，而后研究一两个具体问题，发现动能与势能之和在某些过程中不变，由此引出机械能守恒定律。 “机械能守恒”这个词学生并不陌生，但是让学生说出自己对它的认识又不是一件容易的事。在物理学的发展过程中，能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的，能量的概念之所以重要，就是因为它是个守恒量。守恒关系是自然界中十分重要的一类关系，通过本节的学习加强对守恒关系的认识，重要是物理学的思想和方法的学习。
3.教学重点和难点
（1）教学重点
理解动能、势能的含义。
（2）教学难点
在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)理解能量及动能、势能的概念与意义；
(2)了解守恒思想的重要性，守恒关系是自然界中十分重要的关系；
(3)通过具体的事例使学生对守恒观念有初步的认识。
2.过程与方法
(1)重温一次伽利略的斜面实验，启发大家对守恒思想的认识；
(2)利用自制教具(如单摆、滚摆)的演示，帮助同学们建立能量守恒的观念。
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。
三、教学方法
在课堂中通过教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。调动学生学习的积极性，提高学生课堂学习的效率，培养学生的协作精神。
四、教学器材
单摆（滚摆）、视频材料、多媒体课件等。
五、教学步骤
（一）创设情境，引入新课
教师活动
学生活动
1.提出问题：在一个大热天，小强和小明呆在小强家里玩游戏，两人热得是满头大汗，可小强家里没有空调，怎么办呢？最后还是小明反应快，他对小强说：“你家不是有冰箱吗，咱们把冰箱的门开着，不就可以降温了吗！”于是，他们把门窗关好，把冰箱门开着，他们能达到预期的效果吗？
2.播放能量转化的资料，让学生观看后思考：有哪些能量发生了转化？
3.指导学生列举生活中能量转化的例子，让学生初步体会“能量”在人类生活中的重要性。
4.总结点评学生的发言情况，引出课题。
1.积极思考，讨论，学生代表发言，其他同学补充。
2.观看资料，进行思考。
2.列举实例。在各自独立思考的基础上相互交流。
（二）通过常见的实例，说明能量是一个守恒量
教师活动
学生活动
1.引导学生回忆能量转化的一些现象；
2.让一位学生大声朗读教材开头费恩曼的话，让学生体会能量守恒定律的重要性。
3.课件展示“伽利略斜面实验”，通过动画展示，让学生感受到“有某一量是守恒的”。
4.教师指导学生总结，得出“能量”的概念。
5.引导学生阅读教材，并用能量的观点，解释“小球”释放后为什么会重新回到原来的高度。
6.解释：当小球在斜面1上向下滚时，重力沿斜面向下的分力使小球做加速运动，小球的速度越来越大；当小球滚上斜面2时，重力沿斜面向下的分力使小球做减速运动，小球的速度越来越小。但从动力学的角度不能解释小球为什么会到达与斜面1上等高的地方，不会高也不会低。事实上，这一特点说明小球在运动的过程中，有一个量是不变的，即守恒的。这个量就是能量或能。
7.提出问题：如果不采用能量的概念，用我们以前的语言能否解释这个实验？这种描述具有什么局限？
1.回忆并说出前面的一些能量转化的现象。如：生活中的摩擦生热；水电站发电；电动机带动水泵，等等。
2.大声朗读费恩曼的话。
3.阅读本节第四自然段。
（三）动能、势能的概念（从实际例子中引出概念）
教师活动
学生活动
1.课件展示滑雪运动员从高处滑下来的“势能和动能的相互转化”例子，通过动画展示，建立势能和动能的概念，并让学生感受到“势能和动能”是可以转化的，但总和是不变的。
2.做演示实验：把绳烧断，让压缩的弹簧放松把上面的砝码举起，说明压缩的弹簧具有能量。
3.在师生相互交流的基础上归纳总结出动能势能的概念。
4.演示滚摆实验。
5.针对学生的回答进行点评。
6.播放一段古代的战争场景，比如秦军的箭阵的录像。让学生认识到：国家之间的竞争实质上就是科学技术的竞争。
1.认真观看课件演示，用心体会，并 发表见解。
2.思考老师的问题，讨论后学生代表发言。
3.阅读p3第三自然段。
4.领会动能、势能的概念。
5.分析滚摆上升和下降过程中的能量转化，并思考：滚摆为什么上升高度会越来越小？
6.进一步讨论：“伽利略斜面实验”小球要达到与斜面1等高的地方，必须满足什么条件？
7.感受到：不论古今科学技术的发展，都对社会生产和生活产生了巨大而深远的影响。
（四）巩固练习，评估，交流，小结
教师活动
学生活动
1.引导学生回顾本节学习内容，组织学生在相互交流的基础上小结。
2.指导学生完成课后练习。
3.对本节学习情况进行积极评价。
1.按要求回顾本节内容；相互间交流、讨论，进行小结。
2.在老师的指导下完成练习。
3.体会学习物理的乐趣。
六、板书设计
5.1追寻守恒量
1.能量：能量是一个守恒量，而且它有不同的表现形式。
2.势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
（1）重力势能：其大小与物体所处高度和物体质量有关。
（2）弹性势能：其大小与弹簧的形变量的大小有关。
3.动能：物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和运动速度大小有关。
4.动能和势能可以相互转化，且总能量保持不变。
5.机械能可以和其他形式的能相互转化，总能量保持不变。
七、本设计主要特点
本节课--注重学生学习过程的亲身感受，体现了“自主性学习”和“探究性学习”的教学思想。其主要特点是：
1.结合生活实例，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，提高课堂教学和学习的效率。
2.在学法上突出学生自主发现问题，开展合作交流，引导分析总结等以学生为主体的特点。尤其关注课堂教学过程中学生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。
一、学习任务分析
1.教材的地位和作用
在物理学中，能量并不是由功定义的。能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。能量概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。守恒关系是自然中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的，因为它是极为重要的研究方向。根据这种认识，所以本节从追寻守恒量出发引入能量概念，为能量学习奠定了基础并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。
2.学习的主要任务
“追寻守恒量”一节，主要是使学生了解守恒思想的重要性。学生在学习本节课前已经学习了能量的有关知识，在过去的教学中，是先学习能量的概念，而后研究一两个具体问题，发现动能与势能之和在某些过程中不变，由此引出机械能守恒定律。“机械能守恒”这个词学生并不陌生，但是让学生说出自己对它的认识又不是一件容易的事。在物理学的发展过程中，能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的，能量的概念之所以重要，就是因为它是个守恒量。守恒关系是自然界中十分重要的一类关系，通过本节的学习加强对守恒关系的认识，重要是物理学的思想和方法的学习。
3.教学重点和难点
（1）教学重点
理解动能、势能的含义。
（2）教学难点
在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)理解能量及动能、势能的概念与意义；
(2)了解守恒思想的重要性，守恒关系是自然界中十分重要的关系；
(3)通过具体的事例使学生对守恒观念有初步的认识。
2.过程与方法
(1)重温一次伽利略的斜面实验，启发大家对守恒思想的认识；
(2)利用自制教具(如单摆、滚摆)的演示，帮助同学们建立能量守恒的观念。
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。
三、教学方法
在课堂中通过教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。调动学生学习的积极性，提高学生课堂学习的效率，培养学生的协作精神。
四、教学器材
单摆（滚摆）、视频材料、多媒体课件等。
五、教学步骤
（一）创设情境，引入新课
教师活动
学生活动
提出问题：在一个大热天，小强和小明呆在小强家里玩游戏，两人热得是满头大汗，可小强家里没有空调，怎么办呢？最后还是小明反应快，他对小强说：“你家不是有冰箱吗，咱们把冰箱的门开着，不就可以降温了吗！”于是，他们把门窗关好，把冰箱门开着，他们能达到预期的效果吗？
播放能量转化的资料，让学生观看后思考：有哪些能量发生了转化？
3.指导学生列举生活中能量转化的例子，让学生初步体会“能量”在人类生活中的重要性。
4.总结点评学生的发言情况，引出课题。
1.积极思考，讨论，学生代表发言，其他同学补充。
2.观看资料，进行思考。
2.列举实例。在各自独立思考的基础上相互交流。
（二）通过常见的实例，说明能量是一个守恒量
教师活动
学生活动
1.引导学生回忆能量转化的一些现象。
2.让一位学生大声朗读教材开头费恩曼的话，让学生体会能量守恒定律的重要性。
3.课件展示“伽利略斜面实验”，通过动画展示，让学生感受到“有某一量是守恒的”。
4.教师指导学生总结，得出“能量”的概念。
5.引导学生阅读教材，并用能量的观点，解释“小球”释放后为什么会重新回到原来的高度。
6.解释：当小球在斜面1上向下滚时，重力沿斜面向下的分力使小球做加速运动，小球的速度越来越大；当小球滚上斜面2时，重力沿斜面向下的分力使小球做减速运动，小球的速度越来越小。但从动力学的角度不能解释小球为什么会到达与斜面1上等高的地方，不会高也不会低。事实上，这一特点说明小球在运动的过程中，有一个量是不变的，即守恒的。这个量就是能量或能。
7.提出问题：如果不采用能量的概念，用我们以前的语言能否解释这个实验？这种描述具有什么局限？
1.回忆并说出前面的一些能量转化的现象。如：生活中的摩擦生热；水电站发电；电动机带动水泵，等等。
2.大声朗读费恩曼的话。
3.阅读本节第四自然段。
（三）动能、势能的概念（从实际例子中引出概念）
教师活动
学生活动
课件展示滑雪运动员从高处滑下来的“势能和动能的相互转化”例子，通过动画展示，建立势能和动能的概念，并让学生感受到“势能和动能”是可以转化的，但总和是不变的。
做演示实验：把绳烧断，让压缩的弹簧放松把上面的砝码举起，说明压缩的弹簧具有能量。
在师生相互交流的基础上归纳总结出动能势能的概念。
演示滚摆实验。
针对学生的回答进行点评。
播放一段古代的战争场景，比如秦军的箭阵录像。让学生认识到：国家之间的竞争实质上就是科学技术的竞争。
认真观看课件演示，用心体会，并发表见解。
思考老师的问题，讨论后学生代表发言。
阅读p3第三自然段。
领会动能、势能的概念。
分析滚摆上升和下降过程中的能量转化，并思考：滚摆为什么上升高度会越来越小？
进一步讨论：“伽利略斜面实验”小球要达到与斜面1等高的地方，必须满足什么条件？
感受到：不论古今科学技术的发展，都对社会生产和生活产生了巨大而深远的影响。
（四）巩固练习，评估，交流，小结
教师活动
学生活动
引导学生回顾本节学习内容，组织学生在相互交流的基础上小结。
指导学生完成课后练习。
对本节学习情况进行积极评价。
按要求回顾本节内容；相互间交流、讨论，进行小结。
在老师的指导下完成练习。
体会学习物理的乐趣。
六、板书设计
5.1追寻守恒量
1.能量：能量是一个守恒量，而且它有不同的表现形式。
2.势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
（1）重力势能：其大小与物体所处高度和物体质量有关。
（2）弹性势能：其大小与弹簧的形变量的大小有关。
3.动能：物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和运动速度大小有关。
4.动能和势能可以相互转化，且总能量保持不变。
5.机械能可以和其他形式的能相互转化，总能量保持不变。
七、本设计主要特点
本节课教学设计注重学生学习过程的亲身感受，体现了“自主性学习”和“探究性学习”的教学思想。其主要特点是：
1.结合生活实例，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，提高课堂教学和学习的效率。
2.在学法上突出学生自主发现问题，开展合作交流，引导分析总结等以学生为主体的特点。尤其关注课堂教学过程中学生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。
【教学目标】
一、知识和技能
1.了解守恒思想的重要性。
2.知道能量概念的形成过程。
3.知道动能和势能的概念，了解势能和动能的决定因素。
4.知道势能和动能可以相互转化，且在转化过程中能量守恒。
二、过程和方法
1.通过实验观察，让学生感知事物本身存在的规律。
2.学生列举生活中物理现象，进一步体会守恒的基础性、普遍性、重要性。
三、情感、态度和价值观
培养学生实事求是的态度，并能依据守恒的思想去解决实际问题。
教学重点：追寻守恒量，建立能量概念的过程。
教学难点：追寻守恒量，建立能量概念的过程。
【教学过程】
一、导入新课
老师：能量概念的形成和发展，始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相连的。能量守恒定律发现告诉我们，尽管物质世界千变万化，但这种变化不是没有规律的，基本的规律就是守恒定律。也就是说：—切运动变化无论属于什么运动形式，反映什么样的物质特性，都要满足守恒定律。这一节课我们从一个较高的角度去认识这个问题。
教师：“机械能守恒”这个大家并不陌生，请同学说出自己对它的认识？
二、新课教学
教师：请同学们先自己阅读教材，回答下面的问题。
1.什么叫守恒？
2.教材中说：在牛顿之前，伽利略的斜面理想实验已经显现了能量及其守恒的思想，这个实验中什么是不变的？
学生的答案可能有很多种，老师注意引导。
教师：演示斜面实验.
让学生观察，当小球沿斜面从入高处由静止滚下时，小球的高度不断减少，而速度不断增大，这说明小球凭借其位置而具有的物理量不断减少，而由于运动而具有的物理量不断增大。
当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚时，小球的位置不断升高，而速度不断减小，说明小球凭借位置而具有的物理量不断增加，由于运动而具有的物理量逐渐减少。
教师：如果斜面是光滑的，当小球到达斜面的h高度时，速度为零，小球好像“记得”自己起始的高度。
教师：演示滚摆实验和单摆实验，进一步强化，如果没有摩擦和介质阻力，物体好像“记得”自己初始的高度，即某一量是守恒的。
教师：根据示例，请学生自己再举出生活中的事例？
游乐园中的海盗船，如果没有摩擦和空气阻力，船在摇摆时都能达到一定的高度。这说明，将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。
【板书设计】
一、能量：在物理学中，我们把以上这一事实说成是“有某一量是守恒的”，并且把这个量叫做能量或能。
二、势能：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。
势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。
三、动能：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。
动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能。
教师：上述事实中还能得到什么结论？
四、动能和势能可以相互转化，在转化过程中能量保持不变。
教师：请同学们再举一些生活中的例子，说明不同形式的能可以相互转化。并思考各种形式的能有转化过程中总量是否保持不变？
【课堂小结】
1.能量：“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量或能。
2.势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。
3.动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能
4.机械能量守恒：动能和势能可以相互转化，在转化过程中能量保持不变。
