展示課追尋守恒量能量

1、“我想知道這是為什么。我想知道這是為什么。我想知道為什么我想知道這是為什么。我想知道究竟為什么我非常要知道我為什么想知道這是為什么！” 節(jié)選自費(fèi)曼物理學(xué)講義 寓言故事：朝三暮四“不變”的生活實(shí)例“淘氣的丹尼斯(Dennis)”節(jié)選自費(fèi)曼物理學(xué)講義 有一次，她清點(diǎn)時發(fā)現(xiàn)只有25塊積木。然而，在房間里有一個玩具箱，母親走過去打開這個箱子，但是孩子大聲叫喊道：“不，別打開我的箱子，”不讓她打開玩具箱。這時母親十分好奇，也比較機(jī)靈，她想出了一種辦法，她知道塊積木重3英兩，有一次當(dāng)她看到積木有28塊時曾經(jīng)稱過箱子的重量為16英兩，這一次她想核對一下，就重新稱一下箱子的重量，然后減去16英兩，再除以3，于

2、是就發(fā)現(xiàn)了以下的式子： 節(jié)選自費(fèi)曼物理學(xué)講義“不變”“守恒”的思想在現(xiàn)實(shí)生活中蘊(yùn)涵著普遍的“不變”思想在不變中又蘊(yùn)涵了什么呢？ 物理學(xué)的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)普遍的自然規(guī)律。因?yàn)檫@樣的規(guī)律的最簡單的形式之一表現(xiàn)為某種物理量的不變性,所以對于守恒量的尋求不僅是合理的,而且也是極為重要研究方向。 勞厄（德） “有一個事實(shí)，如果你愿意，也可以說一條定律，支配著至今所知的一切自然現(xiàn)象這條定律稱做能量守恒定律。它指出某一個量，我們把它稱為能量，在自然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中它不變化。 費(fèi)曼（美 ）2.5 追尋守恒量 能量 伊犁州鞏留縣高級中學(xué) 施 堅(jiān)2015.04自治區(qū)“教學(xué)能手培養(yǎng)工作室”展示課“能量”那是一個最

3、抽象的概念。 費(fèi)曼（美 ） “能量” 是牛頓沒有留給我們的少數(shù)力學(xué)概念之一。 追尋一：單擺擺動高度的規(guī)律？伽利略實(shí)驗(yàn)中能量及其守恒思想的萌芽擺球“記得”原來的高度 （不計(jì)空氣阻力）伽利略實(shí)驗(yàn)中能量及其守恒思想的萌芽追尋二：伽利略斜面實(shí)驗(yàn)小球高度的規(guī)律？小球“記得”原來的高度 （不計(jì)摩擦阻力）關(guān)于小球運(yùn)動過程的描述1、 斜面實(shí)驗(yàn)中小球經(jīng)歷哪幾個運(yùn)動過程？先加速后減速的過程2、這些過程運(yùn)動和力的關(guān)系如何? 下滾：合力方向與運(yùn)動方向一致，加速 上滾：合力方向與運(yùn)動方向相反，減速伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)（斜面均光滑）試用所學(xué)知識簡要證明試一試： h=h?ABhh換成曲面，小球同樣“記得”原來的高度 你能用學(xué)

4、過的知識證明這兩個高度一定相同嗎？下滾、上滾過程，速度和高度變化各有什么特點(diǎn)?此消彼長追尋三：伽利略實(shí)驗(yàn)中能量及其守恒思想的萌芽下滾過程上滾過程高度速度h+v=常量？f(h)+f(v)=常量C“C”能量將物理過程抽象化1、過程中與高度有關(guān)的一個物理量在變化的同時，另一個與速度有關(guān)的物理量也在變化；2、與高度有關(guān)的物理量的變化引起了另一個與速度有關(guān)的物理量的變化。追尋四：“記得”守恒追尋守恒量能量相互作用的物體憑借其位置而具有的能，叫做勢能。物體由于運(yùn)動而具有的能，叫做動能。 在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，勢能和動能如何轉(zhuǎn)化?ABhh追尋守恒量能量思考1：單擺中的能量轉(zhuǎn)化思考2 ：麥克斯韋滾擺中的能量轉(zhuǎn)化

5、思考3：小球“爬坡”中的能量轉(zhuǎn)化思考4：“彈簧振子”中的能量轉(zhuǎn)化“能量”守恒量追尋史1、17世紀(jì)早期，伽利略（意）受單擺等高性的啟發(fā)，提出了理想斜面實(shí)驗(yàn)，有了能量守恒思想的萌芽；2、17世紀(jì)，笛卡爾（法）提出了宇宙中運(yùn)動的量是守恒的哲學(xué)原理（主要是動量守恒）；3、不久，萊布尼茲(德) 引入“活力”(類似動能)的概念,首先提出了活力守恒原理。4、 19世紀(jì)中葉，邁爾(德)從化學(xué)、生理現(xiàn)象(特別是動物熱)的研究而走向能量守恒定律；（側(cè)重哲學(xué)思辨與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)概括）5、19世紀(jì)中葉，焦耳（英）從研究蒸汽機(jī)的效率而得出熱功當(dāng)量并接近能量守恒定律；（側(cè)重實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證與測定）6、19世紀(jì)中葉，亥姆霍茲(德)從生

6、理學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)多個領(lǐng)域的研究接近能量守恒觀念；（結(jié)合哲學(xué)與數(shù)學(xué)的表達(dá)與論證）7、恩格斯把能量守恒與轉(zhuǎn)化定律、細(xì)胞學(xué)說、生物進(jìn)化論并列在一起稱為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。追尋后的再思考在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)和其他實(shí)驗(yàn)中，動能和勢能以及其他能量之間是通過什么途徑和方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的？對應(yīng)轉(zhuǎn)化的量度又是什么？功1關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn),以下說法正確的是 （ ） A無論斜面是否光滑,小球滾上的高度一定與釋放的高度相同. B實(shí)際上,小球滾上的高度會比釋放的高度要小一些. C只有在斜面絕對光滑的理想條件下,小球滾上的高度才與釋放的高度相同. D伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)反映了在小球的運(yùn)動過程中存在某個守恒量.練一練：

7、CD2、如果我們把相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能;把物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能,那么,伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)可以給我們一個啟示,這個啟示正確的是（ ）小球在斜面A上運(yùn)動時,小球離地面的高度減小,速度增加,小球的速度是由高度轉(zhuǎn)變而來的小球在斜面B上運(yùn)動時,小球離地面的高度增加,速度減小,小球的高度是由速度轉(zhuǎn)變而來的小球在斜面A上運(yùn)動時,小球離地面的高度減小,速度增加,小球的動能是由勢能轉(zhuǎn)化而來的小球在斜面B上運(yùn)動時,小球離地面的高度增加,速度減小,小球的勢能是由動能轉(zhuǎn)化而來的 A、 B、 C、 D、B課堂小結(jié)一、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)表明 “有某一量是守恒的”,這個量叫做能量.二、能量 1、勢能:相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。 2、動能:物體由于運(yùn)動而具有的能量.三、“追尋守恒量”的意義 1、可行性：物質(zhì)在運(yùn)動變化過程