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1、第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律任何人类活动都离不开能量任何人类活动都离不开能量现代化的生活离不开电厂供应的电能现代交通离不开燃料燃烧释放的化学能核电站要利用原子核裂变时释放的核能植物的生长依赖太阳能 在长期的科学实践中,人类已经建立起各种形在长期的科学实践中,人类已经建立起各种形式的能量概念及式的能量概念及其量度的方法其量度的方法,如动能、势能、电,如动能、势能、电磁能、核能等等,并且发现不同形式的磁能、核能等等,并且发现不同形式的能量可以互能量可以互相转化相转化,在转化过程中遵从,在转化过程中遵从能量守恒能量守恒这个基本原理。这个基本原理。这章我们要研究的,是动能、势能及其相互转
2、这章我们要研究的,是动能、势能及其相互转化的规律。化的规律。7.1追寻守恒量追寻守恒量能量能量 诺诺贝贝尔尔物物理理学学奖奖获获得得者者费费恩恩曼曼曾曾说说:“有有一一个个事事实实,如如果果你你愿愿意意,也也可可以以说说是是一一条条定定律律,支支配配着着至至今今所所知知的的一一切切自自然然现现象象这这条条定定律律称称做做能能量量守守恒恒定定律律。它它指指出出:有有某某一一个个量量,我我们们把把它它称称为为能能量量,在在自自然然界界经经历历的的多多种种多多样样的的变变化化中中它它不不变变化化。那那是是一一个最抽象的概念个最抽象的概念”然而,正是这个最抽象的概念,却是物理学然而,正是这个最抽象的概
3、念,却是物理学中最重要,意义也最深远的概念之一。能量对于中最重要,意义也最深远的概念之一。能量对于科学事业和日常生活有着巨大的影响,但要用一科学事业和日常生活有着巨大的影响,但要用一句话说清楚能量究竟是什么却非易事。这也许是句话说清楚能量究竟是什么却非易事。这也许是牛顿未能把牛顿未能把“能量能量”这一概念留给我们的原因。这一概念留给我们的原因。但是在牛顿之前,我们就能在力学领域发现它的但是在牛顿之前,我们就能在力学领域发现它的萌芽。萌芽。7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)曹冲称象:曹冲称象:守恒量:船的吃水线
4、守恒量:船的吃水线7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)2 2、把一块冰放入杯子中、把一块冰放入杯子中称量。在冰完全融化后称量。在冰完全融化后再次称量。两次结果一再次称量。两次结果一样吗?样吗?守恒量:水的质量守恒量:水的质量7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)单摆单摆ABh伽利略理想斜面实验(斜面均光滑)伽利略理想斜面实验(斜面均光滑)h等高等高 若斜面若斜面B B比比A A陡些或缓些,小球的速度最后陡些或缓些,小球的速度最后总
5、会变为总会变为0 0吗?此时的高度与初始位置的高度有吗?此时的高度与初始位置的高度有什么关系?什么关系?7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)等高等高 无无论论斜斜面面B比比斜斜面面A些些或或缓缓些些,小小球球的的速速度度最最后后总总会会在在斜斜面面上上的的某某点点变变为为0,这这点点距距斜斜面面底底端端的竖直高度与它出发时的高度相同。的竖直高度与它出发时的高度相同。伽利略理想斜面实验(斜面均光滑)伽利略理想斜面实验(斜面均光滑)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版
6、高中物理必修二课件(共19张PPT)看看起起来来,小小球球好好像像“记记得得”自自己己起起始始的的高高度度,或或与与高高度度相相关关的的某某个个量量。然然而而,“记记得得”并并不不是是物物理理学学的的语语言言,后后来来的的物物理理学学家家把把这这一一事事实实说说成成是是“某某个个量量是是守守恒恒的的”,并并且且把把这这个个量量叫叫做做能能量量(energy)或能。)或能。ABhv0=0当伽利略把小球从桌面提高到起始点的高度当伽利略把小球从桌面提高到起始点的高度时,他赋予小球一种形式的能量时,他赋予小球一种形式的能量势能。势能。势能:势能:相互作用的物体凭借相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
7、其位置而具有的能量。被举高的物体具有势能 伽利略释放小球后,小球开始运动,获得速度,当伽利略释放小球后,小球开始运动,获得速度,当它到的水平面上。以前由于它在桌面上方的某一高度而它到的水平面上。以前由于它在桌面上方的某一高度而具有的势能,这时已经消失,但是,小球获得了运动。具有的势能,这时已经消失,但是,小球获得了运动。动能:动能:物体由于运动而具有的能量物体由于运动而具有的能量。运动的物体具有动能势能消失动能全部速度最大速度最大高度为高度为0小球到达最低点小球到达最低点(参考面)(参考面)参考面ABhv0=0势能去了哪里?当小球继续沿斜面升高时,能量有何变化当小球继续沿斜面升高时,能量有何变
8、化?ABhv0=0动能减小动能减小势能增大势能增大高度变大高度变大速度变小速度变小不断失去不断失去动能动能势能不断势能不断被被“回收回收”v0=0动能和势能是可以相互转化的。动能和势能是可以相互转化的。处理问题处理问题力的观点力的观点能量的观点能量的观点ABhv力的观点:力的观点:在重力的作用下做加速运动,或减速运动。思考:用思考:用“力力”怎样描述伽利略斜面实验?怎样描述伽利略斜面实验?7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)思考:用思考: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?当小球由最高
9、点沿斜面当小球由最高点沿斜面 A、B B运动时,能量怎样变化运动时,能量怎样变化?A AB Bh hv v0=0势能去了势能去了哪里?哪里?小球下降小球下降时,势能减小,能减小,动能增加;能增加;小球上升小球上升时,动能减小,能减小,势能增加;能增加;势能能转化化为动能能动能能转化化为势能能小球上升和下降小球上升和下降时,动能能势能的和不能的和不变。7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)伽利略的斜面实验使人们认识到引入能量概念的伽利略的斜面实验使人们认识到引入能量概念的重要性,同时也提出了值得思考的问题:势能和动
10、能重要性,同时也提出了值得思考的问题:势能和动能如何定量地量度?如果不能回答这个问题,怎么能谈如何定量地量度?如果不能回答这个问题,怎么能谈到它们的转化和守恒呢到它们的转化和守恒呢?令人欣慰的是,在物理学的发展过程中,人们不令人欣慰的是,在物理学的发展过程中,人们不但建立起各种形式的能量的概念,而且确定了它们的但建立起各种形式的能量的概念,而且确定了它们的定量表达式,这是因为人们建立并不断发展了功的概定量表达式,这是因为人们建立并不断发展了功的概念。念。那么,功的概念是怎样建立的,我们又怎样计算那么,功的概念是怎样建立的,我们又怎样计算它呢?它呢?7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共
11、19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)问题与练习解答:问题与练习解答:举出生活中的一个例子,说明不同形式的能量之间可以相互转化。你的例子是否向我们提示,转化过程中能的总量保持不变?可以根据电炉发热及蓄电池充电过程中的能量转可以根据电炉发热及蓄电池充电过程中的能量转化可直接做出解答。化可直接做出解答。电炉发热时,消耗电能而产生内能,故是将电能电炉发热时,消耗电能而产生内能,故是将电能转化为内能;转化为内能;给蓄电池充电是消耗了电能转化为了化学能。给蓄电池充电是消耗了电能转化为了化学能。解:解:7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)课堂小结1、伽利略斜面实验表明:“有某一量是守恒的”,这个量叫做能量。2、能量:能量是一个守恒量,而且它有不同的表现形式。3、势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。4、动能:物体由于运动而具有的能量。7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)7.1 追寻守恒量人教版高中物理必修二课件(共19张PPT)
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