第七章 机械能守恒定律
1 追寻守恒量——能量
学习目标
1.初步领会能量转化、变中有恒的思想;
2.理解能量及动能、势能的概念与意义;
3.了解守恒思想的重要性,守恒关系是自然界中十分重要的关系;
4.会分析生活中有关机械能转化的问题.
自主探究
1.当伽利略把小球从桌面提起到起始点的高度时,他赋予小球一种形式的能量,我们称它为 .相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫 .?
2.物体由于运动而具有的能量叫做 .?
3. 概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例.?
合作探究
观察实验:单摆的摆动
这个实验现象说明了什么?它是否说明在小球摆动的过程中某种“东西”是不变的?这种“东西”会是什么?
?
一、伽利略斜面实验
【问题思考】
1.当小球沿斜面从高处由静止滚下时,小球的高度不断减小,而速度不断增大,说明了什么?
2.当小球从斜面底端沿另一个斜面向上滚时,小球的位置不断升高,而速度不断减小,说明了什么问题?
总结:(1)?
(2)?
【模拟实验】理想斜面实验
若将后一斜面放平,小球的运动情况将是怎样?
讨论总结:?
【演示实验】摆球(重做单摆实验)
对“记住高度的行为”的理解:?
二、物体的动能和势能
在物理学中,我们把以上这一事实说成是“有某一量是守恒的”,并把这个量叫做 .?
1.势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做“ ”.?
2.动能:物体由于运动而具有的能量叫做“ ”.?
【案例分析】
观察双锥体运动,你看到双锥体是怎样运动的?怎样解释?
三、能量的转化与守恒
【分析归纳】
在某一过程中,若仅涉及动能和势能的转化,若能判断出其中一种能量正在减小或增大,则另一种能量一定正做相反变化,且一种能量为零时,另一种能量达到最大值.
【巩固训练】
如图所示,一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动,图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置,其中a、c等高.在小球摆动的整个过程中,动能最大时是在 点,在 点势能最大;如果没有空气阻力的影响,小球在a点的动能 (选填“大于”“等于”或“小于”)在c点的动能.?
课堂检测
1.下列实例中,动能转化为势能的是( )
A.竖直上抛的正在上升的石块
B.上紧发条的玩具汽车正在行驶
C.从高处下落的乒乓球
D.从斜槽上滚下的钢珠
2.关于伽利略的斜面实验,以下说法正确的是( )
A.无论斜面是否光滑,小球滚上的高度一定与释放的高度相同
B.实际上,小球滚上的高度会比释放的高度要小一些
C.只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度才与释放的高度相同
D.伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运动过程中存在某个守恒量
3.关于能量概念的说法正确的是( )
A.能量的概念是牛顿首先提出的一个力学概念
B.能量的概念是伽利略提出的,并用斜面理想实验来验证能量的存在
C.人们从伽利略的斜面实验得到启发,认识到引入能量概念的重要性
D.以上说法都不正确
4.诺贝尔物理学奖获得者费恩曼曾说:有一个事实,如果你愿意也可以说是一条定律,支配着至今所知的一切现象……这条定律就是( )
A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律 C.牛顿第三定律 D.能量守恒定律
参考答案
自主探究
1.势能 势能
2.动能
3.能量
合作探究
能量是守恒的.能量.
一、伽利略斜面实验
(1)小球凭借其位置而具有的物理量不断减少,而由于运动而具有的物理量不断增大.
(2)小球凭借位置而具有的物理量不断增加,而由于运动而具有的物理量逐渐减少.
小球将会永远运动下去
小球和摆球好像都记得自己的起始高度,说明“有某一量是守恒的”
二、物体的动能和势能
能
1.势能
2.动能
双锥体向上滚动,随木板间距离的增大,重心下移,势能减小,动能增大,能量是守恒的.
三、能量的转化与守恒
【巩固训练】
b a、c 等于
课堂检测
1.A 2.BCD 3.C 4.D
课件11张PPT。1 追寻守恒量---能量多米诺骨牌一枚骨牌在倒下的过程中发生了什么能量的转化？设想，如果牌的个数足够多，那么最后一枚骨牌的速度将会是多大？一、伽利略实验思考：
若将后一斜面放平，小球的运动情况将是怎样?小球好像“记得”自己的起始高度，但又永远达不到原来的高度，所以将永远滚动下去． “有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，支配着至今所知的一切自然现象……这条定律称做能量守恒定律。它指出：有某一个量，我们把它称为能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念……”
——诺贝尔物理学奖获得者费恩曼演示实验：单摆实验由于摆球受到的空气阻力可以忽略，如何理解摆球的“记住高度的行为” ？二、物体的动能和势能1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做“势能”
2、动能：物体由于运动而具有的能量叫做“动能”双锥体运动 你能解释这个运动现象吗？秋千、海盗船是我们常见的游乐设施，在荡秋千、乘坐海盗船的过程中，试分析：
动能和势能的转化情况？课堂训练：
如图所示，一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动，图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置，其中a、c等高．在小球摆动的整个过程中，动能最大时是在 点，在 点势能最大；如果没有空气阻力的影响，小球在a点的动能 (填”大于”等于”或“小于”)在c点的动能．
解析：在小球来回摆动时，动能与势能不停地相互转化但总量不变．在a、c两点时位置最高，势能最大，速度为零，动能为零．在b点时位置最低，势能最小，速度最大，动能最大．
答案：b a、c等于课堂小结 1．物体由于位置高度而具有的能量叫做重力势能．对于同一水平面而言，物体被举得越高、质量越大，物体具有的重力势能就越大．
2．物体由于运动而具有的能量叫做动能．动能是由物体的质量和速度共同决定的，物体运动的速度越大、质量越大，它的动能就越大．
3．动能和势能统称为机械能．动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能．在只有重力做功时，动能和势能的相互转化过程中，总的机械能不变．
