七章第1节追寻守恒量摘要.ppt

* 7.1 追寻守恒量 第七章 机械能守恒定律 在A斜面上：a＝gsinα x＝h/sinα＝v2/2a A B h h’ α β 在B斜面上：a’＝－gsinα x’＝h’/sinβ=（0－v2）/2a ＝v2/2a ∴h’＝h 小球的运动有什么特点？ 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。 思考 小球运动中，有无守恒量（即有没哪个物理量保持不变）？ 小球的高度不断减小， 速度不断增大。 小球凭借其位置而具有的能量不断减少， 而由于运动而具有的能量不断增大。 分析 A h v0 = 0 小球向下滚动的运动过程 G G1 小球的高度不断增大， 速度不断减小。 小球凭借其位置 而具有的能量不断增大， 而由于运动 而具有的能量不断减小， B h v0 = 0 小球向上滚动的运动过程 h G G1 等高 如果斜面光滑，当小球到达B斜面的 h高度时，速度为0。 这一特点说明小球在运动过程中，有一个量不变，即存在守恒量。 若斜面B比A陡些或缓些，小球的速度最后总会变为0吗？此时的高度与初始位置的高度有什么关系？ 探究 A B h v0 = 0 A B h v0 = 0 v0 = 0 v0 = 0 h h 　　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。 你能否根据“速度”与“高度”的关系，将伽利略斜面实验的运动过程抽象化？ 小球由加速过程过渡到减速过程，恢复到原来的高度； 加速过程与减速过程中与高度有关的一个物理量在变化的同时，一个与速度有关的物理量也在变化； 与高度有关的物理量的变化引起了另一个与速度有关的物理量的变化。 想一想 　　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）。 名词解释 A B h v0 = 0 参考面 它们具有势能 球 杠铃 被弹高的人 物体由于运动而具有的能量叫做动能（kinetic energy）。 名词解释 探究 A B h v0 = 0 小球在全部运动过程中，能量是怎样转化的？ 用“能量”描述伽利略斜面实验 　　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？ 想一想 A B h v0 = 0 势能消失 动能 全部 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”描述伽利略斜面实验 　　当小球由最低点继续沿斜面Ｂ升高时，能量有何变化？ 想一想 A B h v0 = 0 动能减小 势能增大 高度变大 速度变小 不断失去动能 势能不断被“回收” 用“能量”描述伽利略斜面实验 A B h v0 = 0 h 　　当小球沿斜面B上升，速度变为０时，能量有何变化？ 想一想 v0 = 0 动能消失 势能 全部 高度最大 速度为0 起始高度 h = 动能去了哪里？ 用“能量”描述伽利略斜面实验 回顾 用“力”描述伽利略斜面实验 为了提高小球，人施加了与重力相反的力。 当释放小球时，重力使小球滚下斜面。 在斜面的底部，小球由于惯性而滚上斜面Ｂ。 A B h v0 = 0 G G F 从“力”的角度分析伽利略斜面实验的运动过程，有何不足之处？ 　　不能表达和解释一个重要的事实： 如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确的终止于同它开始点相同的高度，决不会更高一点，也决不会更低一点。 这说明某种“东西”在小球运动过程中是不变的，这个“东西”就是能量。 想一想 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。 课堂小结 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 解析：B、C、D中均为势能转化为动能． A中为重力势能转化为小球的动能． 2. 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