01追尋守恒量——能量

1、第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 化學(xué)能化學(xué)能 化學(xué)能化學(xué)能 風(fēng)能風(fēng)能 勢能勢能 核能核能 動能動能 7.1 7.1 追尋守恒量追尋守恒量能量能量 一一. .伽利略理想實驗伽利略理想實驗 問題一：問題一：我們看到怎樣的現(xiàn)象呢？我們看到怎樣的現(xiàn)象呢？ 伽利略理想斜面實伽利略理想斜面實 驗（斜面均光滑）驗（斜面均光滑） AB hh 1.小球從一個斜面的某一高度由靜止滑下，并運動到另 一個斜面的同一高度，經(jīng)歷了哪幾個運動過程？ 2.這些過程各有什么特點？ 小球高度降低的同時，速度在增加；小球高度降低的同時，速度在增加； 高度升高的同時，速度在減小。高度升高的同時，速度在減小。 實驗表明實驗

2、表明斜面上的小球斜面上的小球在運動過程中在運動過程中 好像好像“記得記得 ”自己起始的高度（或與高自己起始的高度（或與高 度相關(guān)的某個量）。度相關(guān)的某個量）。 后來的物理學(xué)家把這一事實說成是后來的物理學(xué)家把這一事實說成是 “某個量是守恒的某個量是守恒的”, ,并且把這個量叫并且把這個量叫 做能量或能。做能量或能。 AB hh 單擺中的小球單擺中的小球 滾擺中的輪子滾擺中的輪子 “ “有一個事實，如果你愿意，有一個事實，如果你愿意， 也可以說一條定律，支配著至今也可以說一條定律，支配著至今 所知的一切自然現(xiàn)象所知的一切自然現(xiàn)象這條定這條定 律稱做律稱做能量守恒定律能量守恒定律。它指出某。它指出某

3、 一個量，我們把它稱為一個量，我們把它稱為能量能量，在，在 自然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中自然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中 它不變化。那是一個最抽象的概它不變化。那是一個最抽象的概 念念” 諾貝爾物理學(xué)獎獲得者費恩曼諾貝爾物理學(xué)獎獲得者費恩曼 小資料小資料 二二. .勢能勢能 在伽利略斜面實驗中，將小球提高在伽利略斜面實驗中，將小球提高 到起始點的高度時，小球被賦予一種形到起始點的高度時，小球被賦予一種形 式的能量式的能量勢能勢能。 相互作用的物體憑借其位置而具相互作用的物體憑借其位置而具 有的能量叫做勢能。有的能量叫做勢能。 AB h v0 = 0 它們具有它們具有勢能勢能杠鈴杠鈴 被彈高的人被彈

4、高的人 巨石巨石 AB h v 在伽利略斜面實驗中，釋放小球在伽利略斜面實驗中，釋放小球 后，小球開始運動，獲得速度，小球后，小球開始運動，獲得速度，小球 被賦予一種形式的能量被賦予一種形式的能量動能。動能。 三三. .動能動能 物體由于運動而具有的能量叫做物體由于運動而具有的能量叫做 動能。動能。 它們都具有它們都具有動能動能 足球足球 汽車汽車 火箭火箭 名詞解釋名詞解釋 機械能機械能 動能與勢能的總和動能與勢能的總和 當(dāng)小球由最高點沿斜面當(dāng)小球由最高點沿斜面 A 運動到達最低點運動到達最低點 時，能量怎樣變化？時，能量怎樣變化？ 想一想想一想 AB h v0 = 0 勢能消失勢能消失動能

5、動能 全全 部部 參考面參考面 速度最大速度最大高度為高度為0小球到達最低點小球到達最低點 （參考面）（參考面） 勢能去了勢能去了 哪里？哪里？ 用用“能量能量”怎樣描述伽利略斜面實怎樣描述伽利略斜面實 驗驗 機械能 四四.“.“追尋守恒量追尋守恒量”的意義的意義 （1 1）可行性：物質(zhì)在運動變化過程）可行性：物質(zhì)在運動變化過程 中存在守恒量。中存在守恒量。 （2 2）重要性：物質(zhì)在運動變化過程）重要性：物質(zhì)在運動變化過程 中都要滿足一定的守恒定律。中都要滿足一定的守恒定律。 1 1、諾貝爾物理獎獲得者費恩曼曾說：、諾貝爾物理獎獲得者費恩曼曾說： 有一個事實，如果你愿意也可以說是一有一個事實，

6、如果你愿意也可以說是一 條定律，支配者至今所知的一切現(xiàn)象，條定律，支配者至今所知的一切現(xiàn)象， 這條定律就是這條定律就是 （ ） A A、牛頓第一定律、牛頓第一定律 B B、牛頓第二定律、牛頓第二定律 C C、牛頓第三定律、牛頓第三定律 D D、能量守恒定律、能量守恒定律 D 課堂練習(xí)課堂練習(xí) 2. 2. 下列實例中下列實例中, ,動能轉(zhuǎn)化為勢能的是動能轉(zhuǎn)化為勢能的是( ) ( ) A. A. 豎直上拋的正在上升的小球豎直上拋的正在上升的小球 B. B. 上緊發(fā)條的玩具汽車汽車正在行駛上緊發(fā)條的玩具汽車汽車正在行駛. . C. C. 從高處下落的石塊從高處下落的石塊 D. D. 從斜槽上滾下的小

7、球從斜槽上滾下的小球 A 3.3.蘋果從樹上掉下時，速度越來越大，蘋果從樹上掉下時，速度越來越大， 下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ） A.A.高度轉(zhuǎn)變成了速度高度轉(zhuǎn)變成了速度 B.B.蘋果的能量增加蘋果的能量增加 C.C.勢能轉(zhuǎn)變成了動能勢能轉(zhuǎn)變成了動能 D.D.蘋果的機械能不變蘋果的機械能不變 C 4.4.在光滑地面上，一彈簧一端固定豎直在光滑地面上，一彈簧一端固定豎直 墻上，另一端連著一個小球，用力壓縮墻上，另一端連著一個小球，用力壓縮 彈簧，釋放后，試分析能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。彈簧，釋放后，試分析能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。 分析分析: : 彈簧被壓縮彈簧被壓縮, ,貯存了能量（彈性勢能）貯存了能量（

8、彈性勢能）, ,然然 后又逐漸轉(zhuǎn)化為小球的動能，當(dāng)彈簧恢復(fù)后又逐漸轉(zhuǎn)化為小球的動能，當(dāng)彈簧恢復(fù) 到原長時到原長時, ,勢能為零勢能為零, ,球的動能最大球的動能最大, ,在彈在彈 簧伸長過程中，球的動能減少簧伸長過程中，球的動能減少, ,彈簧的勢彈簧的勢 能又增加能又增加, ,球在往復(fù)運動過程中球在往復(fù)運動過程中, ,球的動能球的動能 與彈簧的勢能相互轉(zhuǎn)化與彈簧的勢能相互轉(zhuǎn)化, ,總的能量不變?？偟哪芰坎蛔儭?5.5.相同的彈簧伸長量越大，彈簧的彈性相同的彈簧伸長量越大，彈簧的彈性 勢能越大，在同一個彈簧秤下分別掛勢能越大，在同一個彈簧秤下分別掛5N5N 和和3N3N的物體時，彈簧秤上彈簧具有

9、的彈的物體時，彈簧秤上彈簧具有的彈 性勢能（性勢能（ ） A.A.兩次具有相同的彈性勢能兩次具有相同的彈性勢能 B.B.第一次比第二次的彈性勢能大第一次比第二次的彈性勢能大 C.C.第一次比第二次的彈性勢能小第一次比第二次的彈性勢能小 D.D.無法比較其大小無法比較其大小 B 6.6.滑雪運動員沿光滑斜面下滑，在下滑滑雪運動員沿光滑斜面下滑，在下滑 過程中，動能、勢能如何變化？能量守過程中，動能、勢能如何變化？能量守 恒嗎？恒嗎？ 解析：解析： 運動員沿光滑斜面下滑，速度變大，高運動員沿光滑斜面下滑，速度變大，高 度降低，故其動能越來越大，勢能越來度降低，故其動能越來越大，勢能越來 越小。由于

10、斜面光滑，沒有其他能量生越小。由于斜面光滑，沒有其他能量生 成，因此機械能守恒。成，因此機械能守恒。 注意：注意： 能量總是守恒的，但動能與勢能的和能量總是守恒的，但動能與勢能的和 不一定守恒，在存在摩擦力的情況下，機不一定守恒，在存在摩擦力的情況下，機 械能（動能與勢力的和）不守恒，例如木械能（動能與勢力的和）不守恒，例如木 箱沿斜面勻速下滑過程中，存在摩擦生熱箱沿斜面勻速下滑過程中，存在摩擦生熱 現(xiàn)象，總能量是守恒的，但機械能不守恒?，F(xiàn)象，總能量是守恒的，但機械能不守恒。 7. 7. 以豎直上拋的小球為例說明小球以豎直上拋的小球為例說明小球 的勢能和動能的轉(zhuǎn)化情況這個例子的勢能和動能的轉(zhuǎn)化

11、情況這個例子 中是否存在著能的總量保持不變？中是否存在著能的總量保持不變？ 豎直上拋運動的小球，首先由動能轉(zhuǎn)化豎直上拋運動的小球，首先由動能轉(zhuǎn)化 為勢能，達到最高點時，動能為零，勢能為勢能，達到最高點時，動能為零，勢能 最大，在下落時，勢能逐漸減小，動能逐最大，在下落時，勢能逐漸減小，動能逐 漸增大，勢能又轉(zhuǎn)化為動能在小球運動漸增大，勢能又轉(zhuǎn)化為動能在小球運動 的過程中，小球的機械能總量保持不變的過程中，小球的機械能總量保持不變 一一. .伽利略斜面實驗表明伽利略斜面實驗表明 “有某一量是守恒的有某一量是守恒的”，這個量叫做能，這個量叫做能 量。量。 二二. .勢能勢能 相互作用的物體憑借其位置而具有的能相互作用的物體憑借其位