“追尋守恒量”教學(xué)案例
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)和技能
1.了解守恒思想的重要性。
2.知道能量概念的形成過程。
3.知道動(dòng)能和勢(shì)能的概念，了解勢(shì)能和動(dòng)能的決定因素。
4.知道勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化，且在轉(zhuǎn)化過程中能量守恒。
二、過程和方法
1.通過實(shí)驗(yàn)觀察，讓學(xué)生感知事物本身存在的規(guī)律。
2.學(xué)生列舉生活中物理現(xiàn)象，進(jìn)一步體會(huì)守恒的基礎(chǔ)性、普遍性、重要性。
三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度，并能依據(jù)守恒的思想去解決實(shí)際問題。
教學(xué)重點(diǎn)：追尋守恒量，建立能量概念的過程。
教學(xué)難點(diǎn)：追尋守恒量，建立能量概念的過程。
【教學(xué)過程】
一、導(dǎo)入新課
老師：能量概念的形成和發(fā)展，始終是和能量守恒定律的建立過程緊密相連的。能量守恒定律發(fā)現(xiàn)告訴我們，盡管物質(zhì)世界千變?nèi)f化，但這種變化不是沒有規(guī)律的，基本的規(guī)律就是守恒定律。也就是說：—切運(yùn)動(dòng)變化無論屬于什么運(yùn)動(dòng)形式，反映什么樣的物質(zhì)特性，都要滿足守恒定律。這一節(jié)課我們從一個(gè)較高的角度去認(rèn)識(shí)這個(gè)問題。
教師：“機(jī)械能守恒”這個(gè)大家并不陌生，請(qǐng)同學(xué)說出自己對(duì)它的認(rèn)識(shí)？
二、新課教學(xué)
教師：請(qǐng)同學(xué)們先自己閱讀教材，回答下面的問題。
1.什么叫守恒？
2.教材中說：在牛頓之前，伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)已經(jīng)顯現(xiàn)了能量及其守恒的思想，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中什么是不變的？
學(xué)生的答案可能有很多種，老師注意引導(dǎo)。
教師：演示斜面實(shí)驗(yàn).
讓學(xué)生觀察，當(dāng)小球沿斜面從入高處由靜止?jié)L下時(shí)，小球的高度不斷減少，而速度不斷增大，這說明小球憑借其位置而具有的物理量不斷減少，而由于運(yùn)動(dòng)而具有的物理量不斷增大。
當(dāng)小球從斜面底沿另一個(gè)斜面向上滾時(shí)，小球的位置不斷升高，而速度不斷減小，說明小球憑借位置而具有的物理量不斷增加，由于運(yùn)動(dòng)而具有的物理量逐漸減少。
教師：如果斜面是光滑的，當(dāng)小球到達(dá)斜面的h高度時(shí)，速度為零，小球好像“記得”自己起始的高度。
教師：演示滾擺實(shí)驗(yàn)和單擺實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步強(qiáng)化，如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體好像“記得”自己初始的高度，即某一量是守恒的。
教師：根據(jù)示例，請(qǐng)學(xué)生自己再舉出生活中的事例？
游樂園中的海盜船，如果沒有摩擦和空氣阻力，船在搖擺時(shí)都能達(dá)到一定的高度。這說明，將實(shí)際生活中的問題理想化后，確實(shí)存在著某一物理量是不變的。
【板書設(shè)計(jì)】
一、能量：在物理學(xué)中，我們把以上這一事實(shí)說成是“有某一量是守恒的”，并且把這個(gè)量叫做能量（）或能。
二、勢(shì)能：當(dāng)伽利略把小球從桌面提高到起始點(diǎn)的高度時(shí)，他賦予小球一種形式的能量，我們稱它為勢(shì)能（）。
勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢(shì)能。
三、動(dòng)能：當(dāng)伽利略釋放小球后，小球開始運(yùn)動(dòng)，獲得速度，當(dāng)它到達(dá)斜面的底部時(shí)，已經(jīng)處于桌面的平面上。以前由于它在桌面上方的某一高度而具有的勢(shì)能，現(xiàn)在已經(jīng)消失。但是，小球獲得了運(yùn)動(dòng)。這個(gè)事實(shí)可以理解為，勢(shì)能并未丟失，而是轉(zhuǎn)化成另一種形式的能量，我們稱它為動(dòng)能（）。
動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。
教師：上述事實(shí)中還能得到什么結(jié)論？
四、動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中能量保持不變。
教師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e一些生活中的例子，說明不同形式的能可以相互轉(zhuǎn)化。并思考各種形式的能有轉(zhuǎn)化過程中總量是否保持不變？