追寻守恒量能量课件.ppt

1、第一节追寻守恒量第一节追寻守恒量能量能量第七章第七章课堂情景切入课堂情景切入荡秋千是一种常见的娱乐活动。如果空气阻力和秋千各部荡秋千是一种常见的娱乐活动。如果空气阻力和秋千各部分的摩擦力可以忽略，秋千就会不停地摆动下去，这说明秋千分的摩擦力可以忽略，秋千就会不停地摆动下去，这说明秋千在运动过程当中有一个保持不变的在运动过程当中有一个保持不变的“东西东西”，你认为这个，你认为这个“东东西西”是什么？是什么？知识自主梳理知识自主梳理1实验现象实验现象让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没有摩擦时，面，没有摩擦时，hA_hB，如图所

2、示。，如图所示。2能量概念的建立能量概念的建立始、末位置高度相同，小球运动中守恒的量叫始、末位置高度相同，小球运动中守恒的量叫_。伽利略斜面实验探究伽利略斜面实验探究能量能量1能量能量(1)一个物体如果具备了一个物体如果具备了_的本领我们就说这个物的本领我们就说这个物体具有能量。体具有能量。(2)能量是个状态量，是能量是个状态量，是_，和物体的某一状态对应。，和物体的某一状态对应。2势能势能(1)由物体间的由物体间的_和物体间的和物体间的_决定的决定的能量叫做势能。如：重力势能，弹性势能，分子势能，电势能能量叫做势能。如：重力势能，弹性势能，分子势能，电势能等。等。(2)势能是能量的一种具体形

3、式，是势能是能量的一种具体形式，是_。人能量概念文人能量概念文对外做功对外做功标量标量相互作用力相互作用力相对位置相对位置标量标量3动能动能(1)物体由于物体由于_而具有的能量叫动能。而具有的能量叫动能。(2)动能与物体的质量和动能与物体的质量和_有着密切的联系。有着密切的联系。(3)和物体运动过程中某一状态相对应，是和物体运动过程中某一状态相对应，是_，并且，并且总为正值。总为正值。(4)一切一切_物体都具有动能，大到天体小到微观粒物体都具有动能，大到天体小到微观粒子。子。运动运动速度速度标量标量运动运动重点难点突破重点难点突破一、对一、对“守恒量守恒量”的理解的理解1所谓所谓“守恒守恒”是

4、指数值保持恒定。对于伽利略斜面实是指数值保持恒定。对于伽利略斜面实验，我们可以这样理解，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽验，我们可以这样理解，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将滚到它原来的高度，小球好像记得略，小球必将滚到它原来的高度，小球好像记得“自己的起始自己的起始高度高度”，我们把小球，我们把小球“记得记得”的这个的这个“东西东西”叫做守恒量。叫做守恒量。2守恒量是自然界在变化过程中隐藏于现象中的一个反守恒量是自然界在变化过程中隐藏于现象中的一个反映其本质的物理量，也就是说，自然界并不自动地展现其背后映其本质的物理量，也就是说，自然界并不自动地展现其背后的本质、规律和内在联系，所以

5、寻找守恒量必须讲究科学的方的本质、规律和内在联系，所以寻找守恒量必须讲究科学的方法。例如，观察此消彼长的物理量、研究其相互的关系、科学法。例如，观察此消彼长的物理量、研究其相互的关系、科学构思巧妙的实验、精确地论证、推理和计算等。构思巧妙的实验、精确地论证、推理和计算等。如图所示，由细线拴一小钢球悬挂起来组成单摆，把小如图所示，由细线拴一小钢球悬挂起来组成单摆，把小球从球从A点释放，观察小球摆动的高度可以发现：在最初的几次点释放，观察小球摆动的高度可以发现：在最初的几次摆动中，小球在左、右两侧的摆高基本不变，一段时间后，摆动中，小球在左、右两侧的摆高基本不变，一段时间后，小球摆高明显降低。试解

6、释这一现象，并指出其中的守恒小球摆高明显降低。试解释这一现象，并指出其中的守恒量。量。解析：解析：由于空气阻力对小球的持续作用，使小球在左、右由于空气阻力对小球的持续作用，使小球在左、右两侧的摆高逐渐降低，在最初的几次摆动中这一影响不明显，两侧的摆高逐渐降低，在最初的几次摆动中这一影响不明显，小球的摆高基本不变。因此在最初的几次摆动中可以忽略空气小球的摆高基本不变。因此在最初的几次摆动中可以忽略空气阻力的影响，小球在摆动过程中势能和动能互相转换，随着时阻力的影响，小球在摆动过程中势能和动能互相转换，随着时间的推移，小球的摆高降低，小球在运动过程中一部分机械能间的推移，小球的摆高降低，小球在运动

7、过程中一部分机械能转化成了内能，但总能量依然守恒。转化成了内能，但总能量依然守恒。二、理解动能、势能的含义二、理解动能、势能的含义1动能动能说到动能，一定要有运动着的物体。例如，当伽利略释放说到动能，一定要有运动着的物体。例如，当伽利略释放小球后，小球开始运动，获得速度，运动着的小球就具有了动小球后，小球开始运动，获得速度，运动着的小球就具有了动能。流动的河水能。流动的河水(如下图甲所示如下图甲所示)，吹来的风即流动的空气，吹来的风即流动的空气(如下如下图乙所示图乙所示)，运转的天体，绕原子核旋转的电子等都具有动，运转的天体，绕原子核旋转的电子等都具有动能。能。2势能势能它必须有相互作用的物体

8、，而且一定与其位置有关。例它必须有相互作用的物体，而且一定与其位置有关。例如，小球受到地球施于它的重力作用，当伽利略把小球从桌面如，小球受到地球施于它的重力作用，当伽利略把小球从桌面提高到斜面上起始点的高度时，他就赋予了小球一种形式的能提高到斜面上起始点的高度时，他就赋予了小球一种形式的能量量势能。当我们将弹簧拉伸或者压缩时，弹簧各部分发生相势能。当我们将弹簧拉伸或者压缩时，弹簧各部分发生相互作用，各部分的相对位置与弹簧自然伸长时发生了变化，我互作用，各部分的相对位置与弹簧自然伸长时发生了变化，我们也就赋予了弹簧一定的势能。们也就赋予了弹簧一定的势能。三、势能和动能的相互转化三、势能和动能的相

9、互转化从伽利略的斜面实验我们可以看出，势能和动能可以相互从伽利略的斜面实验我们可以看出，势能和动能可以相互转化。如果斜面是光滑的，且空气阻力忽略不计，小球总可以转化。如果斜面是光滑的，且空气阻力忽略不计，小球总可以沿斜面沿斜面B上升到原来的高度。这说明了动能和势能在相互转化上升到原来的高度。这说明了动能和势能在相互转化过程中能量是守恒的。过程中能量是守恒的。根据如图所示的情景，判断图中根据如图所示的情景，判断图中A、B两台机器，哪台是两台机器，哪台是发电机？哪台是电动机？并描述这一情景中所涉及的能量转发电机？哪台是电动机？并描述这一情景中所涉及的能量转化。化。答案：答案：B是发电机，是发电机，

10、A是电动机。是电动机。瀑布的水流下来将水的重力势能转化为动能，水流推动水瀑布的水流下来将水的重力势能转化为动能，水流推动水轮机带动发电机轮机带动发电机B转动发电，是将机械能转化为电能，发电机转动发电，是将机械能转化为电能，发电机产生电流流经电动机产生电流流经电动机A时，又将电能转化为动能。时，又将电能转化为动能。考点题型设计考点题型设计寻找守恒量寻找守恒量 在伽利略实验中，如果空气阻力和摩擦阻力不在伽利略实验中，如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略，人们要寻找的守恒量还存在吗？能忽略，人们要寻找的守恒量还存在吗？解析：解析：通过实验不难发现，在伽利略实验中有空气阻力的通过实验不难发现，在伽利略实验中

11、有空气阻力的情况下，小球滚上情况下，小球滚上B斜面高度减小了，因此与物体上升的高度斜面高度减小了，因此与物体上升的高度对应的重力势能减小了，能量看起来不再守恒。由此引发两方对应的重力势能减小了，能量看起来不再守恒。由此引发两方面的思考：其一，物体系统减少的能量哪儿去了，是消失了面的思考：其一，物体系统减少的能量哪儿去了，是消失了吗？其二，如果没有消失，它转化为哪种形式出现？球减少的吗？其二，如果没有消失，它转化为哪种形式出现？球减少的重力势能是否等量地以另一种形式出现？若球减少的重力势能重力势能是否等量地以另一种形式出现？若球减少的重力势能以另外的形式等量出现，则能量仍是守恒的。以另外的形式等

12、量出现，则能量仍是守恒的。联系所学过的知识和生活中的经验知道，球在运动过程中联系所学过的知识和生活中的经验知道，球在运动过程中有摩擦便会产生热，与物体的高度、速率对应的机械能有一部有摩擦便会产生热，与物体的高度、速率对应的机械能有一部分转化为大量分子组成的系统的热运动。分转化为大量分子组成的系统的热运动。设计精确的实验，收集测量这部分热能，便可以验证守恒设计精确的实验，收集测量这部分热能，便可以验证守恒量的存在。量的存在。能量的相互转化能量的相互转化 试分析下列事例中能量转化的情况：试分析下列事例中能量转化的情况：解析：解析：对过山车来说，从最高处向最低处运动时，高度在对过山车来说，从最高处向

13、最低处运动时，高度在减小，势能在减少，同时其速度在增大，动能在增加；对下落减小，势能在减少，同时其速度在增大，动能在增加；对下落的果实来讲，其能量转化情况与过山车的情景相似；对斜抛物的果实来讲，其能量转化情况与过山车的情景相似；对斜抛物体来说，斜向上运动阶段，高度增大，速度减小，动能转化为体来说，斜向上运动阶段，高度增大，速度减小，动能转化为势能；斜向下运动阶段，高度减小，速度增大，势能又转化为势能；斜向下运动阶段，高度减小，速度增大，势能又转化为动能。动能。答案：答案：a.过山车从高处到低处势能减少，动能增加，势能过山车从高处到低处势能减少，动能增加，势能转化为动能；从低处到高处速度减小，高

14、度增大，动能减少，转化为动能；从低处到高处速度减小，高度增大，动能减少，势能增加，动能转化为势能。势能增加，动能转化为势能。b下落的果实：果实的势能转化为动能。下落的果实：果实的势能转化为动能。c斜抛的物体：斜向上运动过程，动能转化为势能；斜斜抛的物体：斜向上运动过程，动能转化为势能；斜向下运动过程，势能转化为动能。向下运动过程，势能转化为动能。点评：点评：本题主要突出动能和势能可以相互转化，体现转化本题主要突出动能和势能可以相互转化，体现转化过程中的守恒问题。过程中的守恒问题。易错案例剖析易错案例剖析易错点：易错点：对对“守恒量守恒量”认识不清导致错误认识不清导致错误案例：案例：如果我们把相

15、互作用的物体凭借其位置而具有的能如果我们把相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能；把物体由于运动而具有的能量叫做动能，那么，量叫做势能；把物体由于运动而具有的能量叫做动能，那么，伽利略的斜面实验可以给我们一个启示。这个启示正确的是伽利略的斜面实验可以给我们一个启示。这个启示正确的是()小球在斜面小球在斜面A上运动时，小球离地面的高度减小，速度上运动时，小球离地面的高度减小，速度增加，小球的速度是由高度转变而来的增加，小球的速度是由高度转变而来的小球在斜面小球在斜面B上运动时，小球离地面的高度增加，速度上运动时，小球离地面的高度增加，速度减小，小球的高度是由速度转变而来的减小，小球的高度是

16、由速度转变而来的小球在斜面小球在斜面A上运动时，小球离地面的高度减小，速度上运动时，小球离地面的高度减小，速度增加，小球的动能是由势能转化而来的增加，小球的动能是由势能转化而来的小球在斜面小球在斜面B上运动时，小球离地面的高度增加，速度上运动时，小球离地面的高度增加，速度减小，小球的势能是由动能转化而来的减小，小球的势能是由动能转化而来的ABCD易错分析：易错分析：本题易错选本题易错选A，这是只从表面现象得出的结，这是只从表面现象得出的结论。论。正确解答：正确解答：守恒量是自然界在变化过程中隐藏于现象中的守恒量是自然界在变化过程中隐藏于现象中的一个反映其本质的物理量。小球在斜面上滚动时，其守恒量是一个反映其本质的物理量。小球在斜面上滚动时，其守恒量是“能量能量”，小球的，小球的“能量能量”在动能与势能之间转化，而不是速在动能与势能之间转化，而不是速度与高度之间转化。度与高度之间转化。正确答案：正确答案：B