第06节能量能量转化与守恒定律.ppt

1、第六节 能量 能量转化与守恒定律粤教版 必修2 第四章广州市第一中学 李文海,回顾初中知识： 能量的描述：物体能够对外做功，就具有能量。 动能：物体由于运动而具有的能量。质量越大、速度越快，动能越大。 重力势能：在地表附近与高度相关的能。质量越大、位置越高，重力势能越大。 弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能。弹性形变越大，弹性势能越大。 重力势能、弹性势能属于势能。 机械能包括：动能、重力势能、弹性势能。三者可以相互转化。 若只有动能、势能相互转化，其总和不变，即机械能守恒。,一、什么是“守恒”,生活、学习中： 在5月里，高一10班的人数 100克的冰融化后，变成100克的水 化学反应 核反

2、应,“守恒”：在某个过程中某些不变的量,一种守恒，往往代表着一种规律,劳厄（Max Theodor Felix Von Laue ，1879-1960，德国物理学家，诺贝尔物理学奖得奖者）曾说： 物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量的寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。,物理学中的守恒定律 ： 能量守恒定律（时间） 动量守恒定律（空间） 角动量守恒定律（转动） 电荷守恒定律 重子守恒定律 轻子守恒定律,二、什么是“能量”,费恩曼（Richard Phillips Feynman，1918-1988，美国物理学家，诺

3、贝尔物理学奖得奖者）曾说：“有一个事实，如果你愿意的话，也可以说一条定律，支配着至今我们所知道的一切自然现象。没有发现这条定律有什么例外就我们所知，它是完全正确的。这条定律称为能量恒守定律。它指出，在自然界所经历的种种变化之中，有一个称为能量的物理量是不变的。那是一个最抽象的概念，因为它是一种数学原理，说的是在某种情况发生时，有一个数量是不变的。它并不是一种对机制或者具体事物的描写，而只是一件奇怪的事实。 ”（书本P55）,参考：淘气的小明和他的积木（改编自费恩曼物理学讲义 第一卷）,淘气的小明和他的积木,小明有一堆积木，这些积木绝对不会损坏，每一块都是相同的，假设他共有28块积木。每天早上他

4、的妈妈把他和28块积木留在房间内。晚上妈妈出于好奇仔细清点积木数目，她发现了一个关于现象的规律，无论小明怎么玩积木，积木的数目仍然是28块。直到有一天发现积木只有27块，但仔细检查后发现有1块在门外。为了确信积木总数没变，她必须处处留神。又有一天，她仔细清点后发现共有30块积木，她非常惊讶。后来了解到原来邻居小强曾带着他的积木来玩过，并留下几块在小明的房间里。自从妈妈拿走了多余的积木，关好门窗，并且不让小强再来以后，一切回归正常。直到有一次，她清点时发现积木只有25块。但在房间里有个玩具箱，她想打开这个箱，但小明大声叫喊：“不，别打开我的箱子”，不让她打开。聪明的妈妈想出一种办法，她知道每块积

5、木重15克，空箱子重300克。她称了一下箱子的重量，减去300克，除以15，发现了以下的式子：,接着，又好像出现了偏差，但是妈妈发现地拖桶里的脏水的高度发生了变化，小明正在把积木，扔到水里。水很浑浊，她看不清这些积木。不过她在公式里在添上一项就可以查明水中有几块积木。由于水原来的高度是25cm，每块积木使水面升高0.2cm。因而新的公式将是：,情况越来越复杂，妈妈发现了用一系列的项来计算积木的方法（即使她看不见这些积木）。她得出一个用于计算某个量的复杂公式，物理小明怎么玩耍，这个量总是不变的。,“能量”是什么？ 通过对某个系统的变化过程所计算得出来的一个守恒量； 它的多种形式：机械能、内能、化

6、学能、电能 系统中各种形式的能量的总和不变。,三、能量转化和守恒定律,1、请分析小球从A斜面高h的位置释放后的运动，将达到B斜面哪个位置？为什么？,2、小球好像“记住”了h高度，怎么记住的？,3、还可以怎样令小球“记住”了h高度？,重力势能动能重力势能,重力势能动能,总机械能量不变 总机械能决定了高度h,还有其他方法解释第1个问题吗？,牛顿定律+运动学知识,请分析单摆小球从A位置释放后的运动？（空气阻力忽略）,采取能量（守恒）的观点分析问题，一种新的思路，对于一些复杂的运动（物理）过程，可以直接分析出结果。,能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。能量守恒定律普遍适用。在形形色色的自然现象中，只要有能量的转化，就一定服从能量守恒的规律。从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象，大到宇宙天体的演变，小到原子核内部粒子的运动，都服从能量守恒的规律。,能量的转化和守恒定律：能量既不