课件27张PPT。生活中、化学中、生物中的守恒量追寻物理学中的守恒量丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电,丝绸带负电
毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电,毛皮带正电
守恒量:电子的总量(电荷数)在一个盛满水的容器内放入一块冰。不考虑水的热膨胀,在冰的融解过程中,容器内的水会继续溢出吗?为什么?
守恒量:质量
“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小球“记得”原来的高度 一.伽利略理想实验关于小球运动过程的描述1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下,并运动到另一个斜面的同一高度,经历了哪几个运动过程?
2、这些过程各有什么特点?小球经历了先加速后减速的过程在加速过程中,小球速度增大,位置高度减小;在减速运动过程中,小球速度在减小,但位置高度在增大在A斜面上:a=gsinα
x=h/sinα=v2/2a h= v2/2g 在B斜面上:a’=-gsinβ
x’=h’/sinβ=(0-v2)/2a’ h’= v2/2g∴h’=h证明无 摩 擦小球的运动情况: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。分析小球运动中,是否存在守恒量呢?高度?速度? 通过以上实验我们可以观察到斜面上的小球、单摆中的小球、滚摆中的轮子好像“记得 ”自己起始的高度(或与高度相关的某个量)。 后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。类似实验:单摆中的小球滚摆中的轮子能量无处不在二﹑势能和动能 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——势能。 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能(potential energy)。它们具有重力势能球杠铃被弹高的人流动的水它们具有弹性势能 起跳时的跳板 物体由于运动而具有的能量叫做动能(kinetic energy)。 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——动能。它们都具有动能飞驰的足球奔驶的赛车高速飞行的火箭 当小球由最高点沿斜面 A 运动到达最低点时,能量怎样变化?动能参考面速度最大高度为0小球到达最低点
(参考面)势能去了哪里?用“能量”怎样描述伽利略斜面实验机械能机械能:动能与势能的总和 。“追寻守恒量”的意义
(1)可行性:物质在运动变化过程中存在守恒量。
(2)重要性:物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。学生讨论:用能量的观点来描述摩擦生热
我玩滑滑梯的过程
翻滚过山车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小球.
B. 上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶.
C. 从高处下落的石块.
D. 从斜槽上滚下的小球.A课堂练习 2.苹果从树上掉下时,速度越来越大,下列说法正确的是( )
A.高度转变成了速度
B.苹果的能量增加
C.势能转变成了动能
D.苹果的机械能不变C课堂练习 3.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5N和3N的物体时,弹簧秤上弹簧具有的弹性势能( )
A.两次具有相同的弹性势能
B.第一次比第二次的弹性势能大
C.第一次比第二次的弹性势能小
D.无法比较其大小B课堂练习4. 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.这个例子中是否存在着能的总量保持不变? 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.在小球运动的过程中,小球的机械能总量保持不变.课堂练习5.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,则下列说法正确的是( )
A 动能和势能之和仍然守恒
B 动能和势能之和将增大
C 动能和势能之和将逐渐减小,但总能量还是守恒
D 以上说法均不正确课堂练习C6. 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?课堂练习7. 下图表示撑杆跳运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆.试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况. 运动员的助跑阶段,身体中的化学能转化为人和杆的动能;
起跳时,运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和 动能,使人体 上升至横杆以上;
越过横杆后,运动员的重力势能转化为动能.
答案 化学能→动能→重力势能→动能
课堂练习分析:一、伽利略斜面实验表明
“有某一量是守恒的”这个量叫做能量。
二、能量
1、势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。包括重力势能和弹性势能
2、动能:物体由于运动而具有的能量。
三、“追寻守恒量”的意义
1、可行性:物质在运动变化过程中存在守恒量。
2、重要性:物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。分析与解决物理问题的另一条思路——能量的观点