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，让小球从斜面由静止开始滚下，小球将滚上斜面，如果没有摩擦，小球将滚到与斜面等高的地方。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。52功知识与技能：1知道功的定义及做功的两个因素。2知道功的一般公式。3理解正功和负功的意义。4学会总功的计算。过程与方法：1理解功的一般公式的推导过程(力做功的等效思想)，搞清楚为什么要把力进行正交分解，将位移进行进行正交分解可以吗？提高学生逻辑思维的能力2理解求总功可以通过求合力来求、也可以通过先求各个分力的功再求其代数和，并比较其优劣情感与价值观：理性而全面思考问题，培养学生的严谨的科学态度教学重难点：功的一般公式的推导；正功和负功教学过程：问题1：投影展示并提问什么力如何使物体什么能发生变化？Fs甲Fs乙手推小车 瀑布 水轮机 钻石取火 飞机升空问题2：回忆并讨论初中阶段对功是如何定义的？说说力对物体做功的条件。sa丙Fsa丙-1FF1F2sa丙-2Fs2s1问题3：若力的方向与物体发生位移（初中讲是路程）方向有一定的夹角为，力对物体做的功如何求呢？ 问题4：对丙-1，为什么可以将F进行分解，为什么要这样正交分解？（等效且F2做的功为零，有利于简化），得出的结论如何？问题5：可以将s按丙-2进行正交分解吗？（可以）这样做有什么好处？（等效、方便、简化），得出的结论如何？与比较问题4说明了什么？（殊途同归）问题6：对功的一般公式WFScos是如何理解的？（功是标量、过程量；F一般为恒力，可以是某一个力也可以是几个力的合力，但要求这个合力也是恒力，若作用力是变力，千万不能用；S为力F作用时物体所发生的位移，不一定是力的方向上的位移；是F与S的夹角；要计算功只要找恒力F、S和就可以了，不必计较物体的做怎样的运动）例1： 请找出计算功中的（的理解很重要，细节决定成败）FS30FS15030SF例2：某足球运动员用200N的力把质量为1的球踢出去，球滚动了50m停下来，g取10m/s2，则该运动员踢球做的功为多少？（注意学生会乱套公式，提醒学生怎样正确理解、运用功的一般公式）问题7：在用功的一般公式力对物体做功时，你发现了W有正负了吗？怎么认识？若力对物体做功是负的，说明功的方向与运动方向或位移方向向反吗？（当90时，cos0,W0，力做正功，力为动力；当90时，cos0,W0，力不做功；当90180时，cos0,W0，力做负功，力为阻力。力做负功也可以说成物体克服力做正功。)问题8：若力对物体做功是负的，说明功的方向与运动方向或位移方向向反吗？说明什么？（功是标量）那么这个负是什么意义？（力为阻力，说明能量的转化方向是物体向外转化）问题9：一个物体受到的力往往不是一个，而且往往有许多力对物体做功，那么如何求几个力对物体做的合功？（先求各个力分别对物体所做功，再求其代数和；先求出合外力，再求合外力做的功。）37m例3：如图所示，质量为m=1Kg的小物体，从长为5m倾角为37的斜面顶端静止释放，小物体与斜面间动摩擦因数为m=0.5，则在小物体从静止释放直至斜面底端的过程中。求：小物体所受外力做的总功为多少？例4：将质量为m的物体竖直向上抛出，上升的最大高度为h，运动过程中空气对物体的阻力大小恒为f，则在物体从抛出直至落回到抛出点的过程中，重力对物体所做的功为 ，空气阻力对物体所做的功为 ，整个过程中外力对物体做的总功为。作业：教材P62、3、4五、重力势能教学目标知识目标1、理解重力热能的概念，会用重力势的定义进行计算。2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关 。3、知道重力势能的相对性。4、了解弹性势能。能力目标1、根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式；2、学会从功和能的关系上解释和分析物理形象。德育目标渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。教学重点重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。教学难点重力势能的系统性和相对性教学方法实验观察法、分析归纳法、讲练法教学用具铁球（大小、质量均不同的两个）、透明玻璃容器、沙子、投影片课时安排1课时教学步骤导入新课打桩机的重锤从高处落下时，可以把水泥打进地里，为什么？学生：因为重锤具有重力势能。教师那么什么是重力势能？学生：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。演示实验：在一个透明的玻璃容器内装上沙子。实验一：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。实验二：用大小不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。学生回答观察的现象：在实验一中，铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。在实验二中，质量大的铁球落在沙子中的深度越大。教师：通过上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。引入：那么，怎样定时地表示重力势能呢？板书课题：重力势能新课教学（一）重力势能：1、教师举例：把一个质量为m的物体竖直向上抛出，在它上升和下落的过程中，重力分别做什么功？重力势能如何变化？学生：上升过程中，物体克服重力做功（重力做负功），物体的重力势能增大。下落过程中，重力做正功，重力势能减小。教师：我们前边学过了功和能之间的关系，我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们认为重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？学生：重力所做的功等于物体的重力势能的变化。2、上边我们定性分析了重力所做的功等于物体重力势能的变化，下边我们再来分析一个例子：用投影片出示问题：质量为m的物体从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点，重力所做的功为多少？学生求解得到：重力所做的功为：WG=mgh=mg(h1- h2)教师：前边我们结合功和能的关系分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化，而我们经过推导又得到重力所做的功等于mgh这个量的变化，所以在物理学中就用mgh这个式子来表示物体的重力势能。板书：EP=mgh推导重力势能的单位：J重力势能是标量。3、据重力做功与重力势能变化之间的关系进行讨论：教师：我们用EP1=mgh1来表示物体在初位置的重力势能，用EP2=mgh2来表示物体在末位置的重力势能，则WG= EP1 -EP2学生讨论得到：当物体由高处向低处运动时，h1 h2,WG0 ，EP1EP2当物体由低处向高处运动时，h1 h2,WG0 ，EP1EP2教师总结：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。物体克服重力做功（重力做负功时，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。4、讨论：如图所示，物体从高为h1处运动到高为处时，运动的路径有无数条，讨论在这此运动过程中，重力所做的功是否相同。学生：重力所做的功相同，因为重力所做的功等于重力势能的减少量，而重力势能的减少量mg(h1- h2)是一定的。教师：由此得到：重力所做功只跟物体的初位置的高度和末位置的高度有关，跟物体运动的路径无关。（二）重力势能的相对性教师：有一个物体放在三楼顶，每层楼高h，则该物体的重力势能为多大？学生：3mgh、mgh、2mgh。教师：同一个物体的重力势能，为什么会有三个不同数值呢？学生：由于所选高度的起点不同而造成的。教师：我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面，第一位同学以一楼地面为参考水平面得到物体的重力势能为3mgh，第二位同学是以三楼地面为参考平面，则物体的重力势能为mgh，同理第三位同学是以二楼地面为参考平面，得到的重力势能为2mgh。板书：参考平面的选取是任意的；选取的参考平不同，物体的重力势能的数值是不同的；通常选地面为参考平面。（三）弹性势能1、演示装置如图所示，将一弹簧压缩不同程度，观察现象。取一个硬弹簧，一个软弹簧，分别把它们压缩相同程度，观察现象。2、学生叙述实验现象：实验一中：当弹簧压缩程度越大时，弹簧把木块推的越远。实验二中：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同的程度时，硬弹簧把木块弹出的远。3、上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状是时能够对木块做功，我们说弹簧具有能，这种能叫弹性势能。板书：发生形变的物体，在恢复原状时能够对外做功，因而具有能量，这种能量叫弹性势能。4、教师：同学们都能举几个物体具有弹性势能的例子吗？学生：卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等。5、教师分析上述各例子中弹性势能和形变程度之间的关系，学生总结得到：形变程度越大，弹性势能也越大。6