追寻守衡量——能量

1、1.1.任何人类活动能离开能量吗？任何人类活动能离开能量吗？问题思考问题思考3.3.不同形式的能量间可以相互转化吗？不同形式的能量间可以相互转化吗？ 2.2.你学过或知道哪些形式的能量？你学过或知道哪些形式的能量？ 3.3.不同能量在转化时遵从什么规律？不同能量在转化时遵从什么规律？ 化学能化学能化学能化学能观察分析观察分析风能风能势能势能观察分析观察分析核能核能动能动能观察分析观察分析从今天起，从今天起，我们将学我们将学习第七章习第七章机械能机械能守恒定律守恒定律 新课导入新课导入观察思考观察思考：过山车运动时，过山车运动时，其能量是如何转化的？其能量是如何转化的？2014年年9月月9日日学

2、习目标学习目标（一）知识与技能（一）知识与技能理解动能、势能及能量的概念与意义。理解动能、势能及能量的概念与意义。（二）过程与方法（二）过程与方法会分析动能与势能间的相互转化。会分析动能与势能间的相互转化。（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观通过动能、势能间的相互转化来研究生活通过动能、势能间的相互转化来研究生活中的物体的运动，培养热爱生活的情趣。中的物体的运动，培养热爱生活的情趣。举例说明：生活中、化学中和生物中的守恒量举例说明：生活中、化学中和生物中的守恒量7.1 7.1 追寻守恒量追寻守恒量 丝绸摩擦玻璃棒，玻璃丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，丝绸带负电；棒带正电，丝绸带负电；

3、 毛皮摩擦橡胶棒，橡胶毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电，毛皮带正电。棒带负电，毛皮带正电。守恒量守恒量电子的总量电子的总量（电荷数）（电荷数）在一个盛满水的在一个盛满水的容器内放入一块容器内放入一块冰。不考虑水的冰。不考虑水的热膨胀，在冰的热膨胀，在冰的融解过程中，容融解过程中，容器内的水会继续器内的水会继续溢出吗溢出吗? ?为什么？为什么？守恒量守恒量质量质量 “有一个事实，如果你愿意，也有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，支配着至今所知可以说一条定律，支配着至今所知的一切自然现象的一切自然现象这条定律称做这条定律称做能量守恒定律能量守恒定律。它指出某一个量，。它指出某一个量，我们把它称为

4、我们把它称为能量能量，在自然界经历，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念是一个最抽象的概念” 诺贝尔物理学奖获得者费恩曼诺贝尔物理学奖获得者费恩曼小资料小资料诺贝尔物理学奖获得者诺贝尔物理学奖获得者-费恩曼费恩曼小球小球“记得记得”原来的高度。原来的高度。 一一. .伽利略理想实验伽利略理想实验1.1.关于小球运动的描述关于小球运动的描述（1 1）小球从一个斜面的某一）小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到高度由静止滑下，并运动到另一个斜面的同一高度，经另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？历了哪几个运动过程？（2)2)这些过程

5、各有什么特点？这些过程各有什么特点？小球经历了先加速后减速的过程。小球经历了先加速后减速的过程。在加速过程中在加速过程中, ,小球速度增大小球速度增大, ,位置高度减小位置高度减小; ;在减速在减速运动过程中，小球速度在减小，但位置高度在增大。运动过程中，小球速度在减小，但位置高度在增大。在在A A斜面上：斜面上：a agsingsinx xh/sinh/sinv v2 2/2a/2a h= vh= v2 2/2g/2g ABhh 在在B B斜面上斜面上：a agsingsin x xh/sin=h/sin=（0 0v v2 2）/2a h= v/2a h= v2 2/2g/2gh hh h无

6、无 摩摩 擦擦2.2.关于小球运动的证明关于小球运动的证明3.3.关于小球运动的探究关于小球运动的探究 小球高度降低的同时，速度在增加；小球高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同时，速度在减小。高度升高的同时，速度在减小。小球运动中，是否存在小球运动中，是否存在守恒量呢？守恒量呢？ABhh 高度？高度？速度？速度？ 通过以上实验我们可通过以上实验我们可以观察到以观察到斜面上的小球斜面上的小球、单摆中的小球单摆中的小球、滚摆中滚摆中的轮子的轮子好像好像“记得记得 ”自自己起始的高度（或与高己起始的高度（或与高度相关的某个量）。度相关的某个量）。 后来的物理学家把这后来的物理学家把这一事实说成是

7、一事实说成是“某个量某个量是守恒的是守恒的”,并且把这并且把这个量叫做个量叫做能量能量或或能能。单摆中的小球单摆中的小球滚摆中的轮子滚摆中的轮子能量无处不在能量无处不在二二势能和动能势能和动能在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度时，小球被赋予一种形式的能量高度时，小球被赋予一种形式的能量势能。势能。相互作用的物体凭借其位置而具相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做有的能量叫做势能势能（potential energy）名词解释名词解释ABhv0 = 01.1.势能势能它们具有重力它们具有重力势能势能球球杠铃杠铃被弹高的人被弹高的人流动的水流动的

8、水它们具有弹性势能它们具有弹性势能 起跳时的跳板起跳时的跳板 物体由于运动而具有的能量物体由于运动而具有的能量叫做叫做动能动能（kinetic energy）。名词解释名词解释ABhv在伽利略斜面实验中，释放小球后，小球开始运动，在伽利略斜面实验中，释放小球后，小球开始运动，获得速度，小球被赋予一种形式的能量获得速度，小球被赋予一种形式的能量动能。动能。2.2.动能动能二二势能和动能势能和动能它们都具有它们都具有动能动能飞驰的足球飞驰的足球奔驶的赛车奔驶的赛车高速飞行的火箭高速飞行的火箭当小球由最高点沿斜面当小球由最高点沿斜面 A 运动到达最低点时，运动到达最低点时，能量怎样变化？能量怎样变化

9、？ABhv0 = 0动能动能全全部部参考面参考面速度最大速度最大高度为高度为0 0势能消失势能消失小球到达最低小球到达最低点（参考面）点（参考面）势能去了势能去了哪里？哪里？用用“能量能量”怎样描述伽利略斜面实验怎样描述伽利略斜面实验机械能机械能机械能：机械能：动能与势能的总和动能与势能的总和 。3.3.机械能机械能名词解释名词解释（1 1）可行性：物质在运动变化过）可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。程中存在守恒量。（2 2）重要性：物质在运动变化过）重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。程中都要满足一定的守恒定律。三、三、“追寻守恒量追寻守恒量”的意义的意义讨论讨论: :

10、用能量的观点来描述用能量的观点来描述 摩擦生热摩擦生热 幼儿玩滑滑梯的过程幼儿玩滑滑梯的过程 翻滚过山车翻滚过山车 柯受良飞车越黄河柯受良飞车越黄河2021年12月10日星期五1. 1. 下列实例中下列实例中, ,动能转化为势能的是动能转化为势能的是 ( ) ( ) A. A. 竖直上抛的正在上升的小球竖直上抛的正在上升的小球B. B. 上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶. .C. C. 从高处下落的石块从高处下落的石块D. D. 从斜槽上滚下的小球从斜槽上滚下的小球 2 2. .苹果从树上掉下时，速度越来越苹果从树上掉下时，速度越来越大大, ,下列说法正确的（下列说

11、法正确的（ ） A A. .高度转变成了速度；高度转变成了速度； B B. .苹果的能量增加；苹果的能量增加； C C. .势能转变成了动能；势能转变成了动能； D D. .苹果的机械能不变。苹果的机械能不变。 3 3. .相同的弹簧伸长量越大，弹簧的弹性相同的弹簧伸长量越大，弹簧的弹性势能越大，在同一个弹簧秤下分别挂势能越大，在同一个弹簧秤下分别挂5N5N和和3N3N的物体时，弹簧秤上弹簧具有的弹的物体时，弹簧秤上弹簧具有的弹性势能（性势能（ ） A A. .两次具有相同的弹性势能；两次具有相同的弹性势能； B B. .第一次比第二次的弹性势能大；第一次比第二次的弹性势能大； C C. .第

12、一次比第二次的弹性势能小第一次比第二次的弹性势能小 ； D D. .无法比较其大小。无法比较其大小。4. 4. 以竖直上抛的小球为例说明小球的势以竖直上抛的小球为例说明小球的势 能和动能的转化情况这个例子中能和动能的转化情况这个例子中是否存在着能的总量保持不变？是否存在着能的总量保持不变？分析：竖直上抛运动的小球，首先由动能转分析：竖直上抛运动的小球，首先由动能转化为势能，达到最高点时，动能为零，势能化为势能，达到最高点时，动能为零，势能最大，在下落时，势能逐渐减小，动能逐渐最大，在下落时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，势能又转化为动能在小球运动的过增大，势能又转化为动能在小球运动的过程中，小球

13、的机械能总量保持不变。程中，小球的机械能总量保持不变。5.在伽利略的斜面实验中，如果空气阻力在伽利略的斜面实验中，如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略不计，则下列说法正和摩擦阻力不能忽略不计，则下列说法正确的是确的是( )A 动能和势能之和仍然守恒动能和势能之和仍然守恒 ； B 动能和势能之和将增大；动能和势能之和将增大；C 动能和势能之和将逐渐减小，但总能量动能和势能之和将逐渐减小，但总能量 还是守恒；还是守恒；D 以上说法均不正确。以上说法均不正确。C6. 6. 将一物体从粗糙斜面上滑下来，最终停到将一物体从粗糙斜面上滑下来，最终停到水平面上，这一过程中的能量转化？水平面上，这一过程中的能量转化

14、？7.试定性说明下图中表示撑杆跳运动的几个阶段：试定性说明下图中表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆的能量转化情况助跑、撑杆起跳、越横杆的能量转化情况 运动员的助跑阶段，运动员的助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能；身体中的化学能转化为人和杆的动能；起跳时，起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力 势能和势能和 动能，使人体动能，使人体 上升至横杆以上；上升至横杆以上； 越过横杆后，越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能运动员的重力势能转化为动能 答案答案 ： 化学能化学能动能动能重力势能重力势能动能动能分析：分析：8.伽利

15、略的斜面实验反映了一个重要事实：如果空伽利略的斜面实验反映了一个重要事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，小球必将准确气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，小球必将准确地终止于同它开始点相同的点，绝不会更高一点，地终止于同它开始点相同的点，绝不会更高一点，这说明，小球在运动过程中有一个这说明，小球在运动过程中有一个“东西东西”是不变是不变的，这个的，这个“东西东西”是是 ( ) ( ) A 弹力弹力 B 速度速度 C 势能势能 D 能量能量9.与物体的重力势能有关的因素是（与物体的重力势能有关的因素是（ ）A 物体的质量物体的质量 ； B 物体的速度；物体的速度； C 物体和参考平面之间的高度

16、差物体和参考平面之间的高度差 ； D 物体的几何尺寸大小。物体的几何尺寸大小。10.伽利略斜面理想实验使人们认识到引入能量概伽利略斜面理想实验使人们认识到引入能量概念的重要性。在此理想实验中，能说明。能量在念的重要性。在此理想实验中，能说明。能量在小球运动过程中不变的理由是（小球运动过程中不变的理由是（ ）A. 小球滚下斜面时，高度降低，速度增大小球滚下斜面时，高度降低，速度增大B. 小球滚上斜面时，高度增加，速度减小小球滚上斜面时，高度增加，速度减小C. 小球总能准确地到达与起始点相同的高度小球总能准确地到达与起始点相同的高度D. 小球能在两斜面之间永不停止地来回滚动小球能在两斜面之间永不停止地来回滚动一、伽利略斜面实验表明一、伽利略斜面实验表明 “ “有某一量是守恒的有某一量是守恒的”这个量叫做能