高中物理必修二 7.1追尋守恒量--能量

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1、2022年7月2日星期六1.1.任何人類(lèi)活動(dòng)能離開(kāi)能量嗎？任何人類(lèi)活動(dòng)能離開(kāi)能量嗎？問(wèn)題思考問(wèn)題思考3.3.不同形式的能量間可以相互轉(zhuǎn)化嗎？不同形式的能量間可以相互轉(zhuǎn)化嗎？ 2.2.你學(xué)過(guò)或知道哪些形式的能量？你學(xué)過(guò)或知道哪些形式的能量？ 3.3.不同能量在轉(zhuǎn)化時(shí)遵從什么規(guī)律？不同能量在轉(zhuǎn)化時(shí)遵從什么規(guī)律？ 化學(xué)能化學(xué)能化學(xué)能化學(xué)能觀察分析觀察分析風(fēng)能風(fēng)能勢(shì)能勢(shì)能觀察分析觀察分析核能核能動(dòng)能動(dòng)能觀察分析觀察分析從今天起，從今天起，我們將學(xué)我們將學(xué)習(xí)第七章習(xí)第七章機(jī)械能機(jī)械能守恒定律守恒定律 新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入觀察思考觀察思考：過(guò)山車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)，過(guò)山車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能量是如何轉(zhuǎn)化的？其能量是如何轉(zhuǎn)化的？2

2、0222022年年7 7月月2 2日星期六日星期六2022年年7月月2日星期六日星期六學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能（一）知識(shí)與技能理解動(dòng)能、勢(shì)能及能量的概念與意義。理解動(dòng)能、勢(shì)能及能量的概念與意義。（二）過(guò)程與方法（二）過(guò)程與方法會(huì)分析動(dòng)能與勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化。會(huì)分析動(dòng)能與勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)動(dòng)能、勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化來(lái)研究生活通過(guò)動(dòng)能、勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化來(lái)研究生活中的物體的運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)熱愛(ài)生活的情趣。中的物體的運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)熱愛(ài)生活的情趣。2022年年7月月2日星期六日星期六舉例說(shuō)明：生活中、化學(xué)中和生物中的守恒量舉例說(shuō)明：生活中、化學(xué)中和生物中的守恒

3、量7.1 7.1 追尋守恒量追尋守恒量 絲綢摩擦玻璃棒，玻璃絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶正電，絲綢帶負(fù)電；棒帶正電，絲綢帶負(fù)電； 毛皮摩擦橡膠棒，橡膠毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒帶負(fù)電，毛皮帶正電。棒帶負(fù)電，毛皮帶正電。守恒量守恒量電子的總量電子的總量（電荷數(shù)）（電荷數(shù)）在一個(gè)盛滿(mǎn)水的在一個(gè)盛滿(mǎn)水的容器內(nèi)放入一塊容器內(nèi)放入一塊冰。不考慮水的冰。不考慮水的熱膨脹，在冰的熱膨脹，在冰的融解過(guò)程中，容融解過(guò)程中，容器內(nèi)的水會(huì)繼續(xù)器內(nèi)的水會(huì)繼續(xù)溢出嗎溢出嗎? ?為什么？為什么？守恒量守恒量質(zhì)量質(zhì)量 “有一個(gè)事實(shí)，如果你愿意，也有一個(gè)事實(shí)，如果你愿意，也可以說(shuō)一條定律，支配著至今所知可以說(shuō)一條定律，支配著至今所知

4、的一切自然現(xiàn)象的一切自然現(xiàn)象這條定律稱(chēng)做這條定律稱(chēng)做能量守恒定律能量守恒定律。它指出某一個(gè)量，。它指出某一個(gè)量，我們把它稱(chēng)為我們把它稱(chēng)為能量能量，在自然界經(jīng)歷，在自然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中它不變化。那的多種多樣的變化中它不變化。那是一個(gè)最抽象的概念是一個(gè)最抽象的概念” 諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼小資料小資料諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者-費(fèi)恩曼費(fèi)恩曼小球小球“記得記得”原來(lái)的高度。原來(lái)的高度。 一一. .伽利略理想實(shí)驗(yàn)伽利略理想實(shí)驗(yàn)1.1.關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的描述關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的描述（1 1）小球從一個(gè)斜面的某一）小球從一個(gè)斜面的某一高度由靜止滑下，并運(yùn)動(dòng)到高度由

5、靜止滑下，并運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)斜面的同一高度，經(jīng)另一個(gè)斜面的同一高度，經(jīng)歷了哪幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程？歷了哪幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程？（2)2)這些過(guò)程各有什么特點(diǎn)？這些過(guò)程各有什么特點(diǎn)？小球經(jīng)歷了先加速后減速的過(guò)程。小球經(jīng)歷了先加速后減速的過(guò)程。在加速過(guò)程中在加速過(guò)程中, ,小球速度增大小球速度增大, ,位置高度減小位置高度減小; ;在減速在減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球速度在減小，但位置高度在增大。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球速度在減小，但位置高度在增大。在在A A斜面上：斜面上：a agsingsinx xh/sinh/sinv v2 2/2a/2a h= vh= v2 2/2g/2g ABhh 在在B B斜面上斜面上：a agsing

6、sin x xh/sin=h/sin=（0 0v v2 2）/2a h= v/2a h= v2 2/2g/2gh hh h無(wú)無(wú) 摩摩 擦擦2.2.關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的證明關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的證明2022年7月2日星期六3.3.關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的探究關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的探究 小球高度降低的同時(shí)，速度在增加；小球高度降低的同時(shí)，速度在增加；高度升高的同時(shí)，速度在減小。高度升高的同時(shí)，速度在減小。小球運(yùn)動(dòng)中，是否存在小球運(yùn)動(dòng)中，是否存在守恒量呢？守恒量呢？ABhh 高度？高度？速度？速度？ 通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)我們可通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)我們可以觀察到以觀察到斜面上的小球斜面上的小球、單擺中的小球單擺中的小球、滾擺中滾擺中的輪子的輪子好像

7、好像“記得記得 ”自自己起始的高度（或與高己起始的高度（或與高度相關(guān)的某個(gè)量）。度相關(guān)的某個(gè)量）。 后來(lái)的物理學(xué)家把這后來(lái)的物理學(xué)家把這一事實(shí)說(shuō)成是一事實(shí)說(shuō)成是“某個(gè)量某個(gè)量是守恒的是守恒的”,并且把這并且把這個(gè)量叫做個(gè)量叫做能量能量或或能能。單擺中的小球單擺中的小球滾擺中的輪子滾擺中的輪子能量無(wú)處不在能量無(wú)處不在二二勢(shì)能和動(dòng)能勢(shì)能和動(dòng)能在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，將小球提高到起始點(diǎn)的在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，將小球提高到起始點(diǎn)的高度時(shí)，小球被賦予一種形式的能量高度時(shí)，小球被賦予一種形式的能量勢(shì)能。勢(shì)能。相互作用的物體憑借其位置而具相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做有的能量叫做勢(shì)能勢(shì)能（potenti

8、al energy）名詞解釋名詞解釋ABhv0 = 01.1.勢(shì)能勢(shì)能它們具有重力它們具有重力勢(shì)能勢(shì)能球球杠鈴杠鈴被彈高的人被彈高的人流動(dòng)的水流動(dòng)的水它們具有彈性勢(shì)能它們具有彈性勢(shì)能 起跳時(shí)的跳板起跳時(shí)的跳板 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做叫做動(dòng)能動(dòng)能（kinetic energy）。名詞解釋名詞解釋ABhv在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，釋放小球后，小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，釋放小球后，小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，獲得速度，小球被賦予一種形式的能量獲得速度，小球被賦予一種形式的能量動(dòng)能。動(dòng)能。2.2.動(dòng)能動(dòng)能二二勢(shì)能和動(dòng)能勢(shì)能和動(dòng)能2022年7月2日星期六它們都具有它們都具有動(dòng)能動(dòng)能飛馳

9、的足球飛馳的足球奔駛的賽車(chē)奔駛的賽車(chē)高速飛行的火箭高速飛行的火箭當(dāng)小球由最高點(diǎn)沿斜面當(dāng)小球由最高點(diǎn)沿斜面 A 運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，能量怎樣變化？能量怎樣變化？ABhv0 = 0動(dòng)能動(dòng)能全全部部參考面參考面速度最大速度最大高度為高度為0 0勢(shì)能消失勢(shì)能消失小球到達(dá)最低小球到達(dá)最低點(diǎn)（參考面）點(diǎn)（參考面）勢(shì)能去了勢(shì)能去了哪里？哪里？用用“能量能量”怎樣描述伽利略斜面實(shí)驗(yàn)怎樣描述伽利略斜面實(shí)驗(yàn)機(jī)械能機(jī)械能機(jī)械能：機(jī)械能：動(dòng)能與勢(shì)能的總和動(dòng)能與勢(shì)能的總和 。3.3.機(jī)械能機(jī)械能名詞解釋名詞解釋?zhuān)? 1）可行性：物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)）可行性：物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中存在守恒量。程中存在守恒量。（

10、2 2）重要性：物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)）重要性：物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中都要滿(mǎn)足一定的守恒定律。程中都要滿(mǎn)足一定的守恒定律。三、三、“追尋守恒量追尋守恒量”的意義的意義2022年7月2日星期六討論討論: :用能量的觀點(diǎn)來(lái)描述用能量的觀點(diǎn)來(lái)描述 摩擦生熱摩擦生熱 幼兒玩滑滑梯的過(guò)程幼兒玩滑滑梯的過(guò)程 翻滾過(guò)山車(chē)翻滾過(guò)山車(chē) 柯受良飛車(chē)越黃河柯受良飛車(chē)越黃河2022年7月2日星期六2022年7月2日星期六1. 1. 下列實(shí)例中下列實(shí)例中, ,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能的是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能的是 ( ) ( ) A. A. 豎直上拋的正在上升的小球豎直上拋的正在上升的小球B. B. 上緊發(fā)條的玩具汽車(chē)汽車(chē)正在行駛上緊發(fā)條的玩具

11、汽車(chē)汽車(chē)正在行駛. .C. C. 從高處下落的石塊從高處下落的石塊D. D. 從斜槽上滾下的小球從斜槽上滾下的小球A解析：解析：B、C、D中均為勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能中均為勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 A中為重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能中為重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能2022年7月2日星期六 2 2. .蘋(píng)果從樹(shù)上掉下時(shí)，速度越來(lái)越蘋(píng)果從樹(shù)上掉下時(shí)，速度越來(lái)越大，下列說(shuō)法正確的是（大，下列說(shuō)法正確的是（ ） A A. .高度轉(zhuǎn)變成了速度；高度轉(zhuǎn)變成了速度； B B. .蘋(píng)果的能量增加；蘋(píng)果的能量增加； C C. .勢(shì)能轉(zhuǎn)變成了動(dòng)能；勢(shì)能轉(zhuǎn)變成了動(dòng)能； D D. .蘋(píng)果的機(jī)械能不變。蘋(píng)果的機(jī)械能不變。C2022年7月2日星期

12、六 3 3. .相同的彈簧伸長(zhǎng)量越大，彈簧的彈性相同的彈簧伸長(zhǎng)量越大，彈簧的彈性勢(shì)能越大，在同一個(gè)彈簧秤下分別掛勢(shì)能越大，在同一個(gè)彈簧秤下分別掛5N5N和和3N3N的物體時(shí)，彈簧秤上彈簧具有的彈的物體時(shí)，彈簧秤上彈簧具有的彈性勢(shì)能（性勢(shì)能（ ） A A. .兩次具有相同的彈性勢(shì)能；兩次具有相同的彈性勢(shì)能； B B. .第一次比第二次的彈性勢(shì)能大；第一次比第二次的彈性勢(shì)能大； C C. .第一次比第二次的彈性勢(shì)能小第一次比第二次的彈性勢(shì)能小 ； D D. .無(wú)法比較其大小。無(wú)法比較其大小。B2022年7月2日星期六4. 4. 以豎直上拋的小球?yàn)槔f(shuō)明小球的勢(shì)以豎直上拋的小球?yàn)槔f(shuō)明小球的勢(shì) 能和

13、動(dòng)能的轉(zhuǎn)化情況這個(gè)例子中能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化情況這個(gè)例子中是否存在著能的總量保持不變？是否存在著能的總量保持不變？分析：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的小球，首先由動(dòng)能轉(zhuǎn)分析：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的小球，首先由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能為零，勢(shì)能化為勢(shì)能，達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能為零，勢(shì)能最大，在下落時(shí)，勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸最大，在下落時(shí)，勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)增大，勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球的機(jī)械能總量保持不變。程中，小球的機(jī)械能總量保持不變。2022年7月2日星期六5.在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中，如果空氣阻力在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中，如果空氣阻力和摩擦阻力不能忽略不計(jì)，則下列說(shuō)

14、法正和摩擦阻力不能忽略不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是確的是( )A 動(dòng)能和勢(shì)能之和仍然守恒動(dòng)能和勢(shì)能之和仍然守恒 ； B 動(dòng)能和勢(shì)能之和將增大；動(dòng)能和勢(shì)能之和將增大；C 動(dòng)能和勢(shì)能之和將逐漸減小，但總能量動(dòng)能和勢(shì)能之和將逐漸減小，但總能量 還是守恒；還是守恒；D 以上說(shuō)法均不正確。以上說(shuō)法均不正確。C2022年7月2日星期六6. 6. 將一物體從粗糙斜面上滑下來(lái)，最終停到將一物體從粗糙斜面上滑下來(lái)，最終停到水平面上，這一過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化？水平面上，這一過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化？2022年7月2日星期六7.試定性說(shuō)明下圖中表示撐桿跳運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段：試定性說(shuō)明下圖中表示撐桿跳運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段：助跑、撐桿起跳、越橫

15、桿的能量轉(zhuǎn)化情況助跑、撐桿起跳、越橫桿的能量轉(zhuǎn)化情況 運(yùn)動(dòng)員的助跑階段，運(yùn)動(dòng)員的助跑階段，身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和桿的動(dòng)能；身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和桿的動(dòng)能；起跳時(shí)，起跳時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能和身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的重力運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能和身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的重力 勢(shì)能和勢(shì)能和 動(dòng)能，使人體動(dòng)能，使人體 上升至橫桿以上；上升至橫桿以上； 越過(guò)橫桿后，越過(guò)橫桿后，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 答案答案 ： 化學(xué)能化學(xué)能動(dòng)能動(dòng)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能分析：分析：8.伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)反映了一個(gè)重要事實(shí)：如果空伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)反映了一個(gè)重要事實(shí)：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略不計(jì)

16、，小球必將準(zhǔn)確氣阻力和摩擦力小到可以忽略不計(jì)，小球必將準(zhǔn)確地終止于同它開(kāi)始點(diǎn)相同的點(diǎn)，絕不會(huì)更高一點(diǎn)，地終止于同它開(kāi)始點(diǎn)相同的點(diǎn)，絕不會(huì)更高一點(diǎn)，這說(shuō)明，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有一個(gè)這說(shuō)明，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有一個(gè)“東西東西”是不變是不變的，這個(gè)的，這個(gè)“東西東西”是是 ( ) ( ) A 彈力彈力 B 速度速度 C 勢(shì)能勢(shì)能 D 能量能量9.與物體的重力勢(shì)能有關(guān)的因素是（與物體的重力勢(shì)能有關(guān)的因素是（ ）A 物體的質(zhì)量物體的質(zhì)量 ； B 物體的速度；物體的速度； C 物體和參考平面之間的高度差物體和參考平面之間的高度差 ； D 物體的幾何尺寸大小。物體的幾何尺寸大小。10.伽利略斜面理想實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)

17、識(shí)到引入能量概伽利略斜面理想實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識(shí)到引入能量概念的重要性。在此理想實(shí)驗(yàn)中，能說(shuō)明。能量在念的重要性。在此理想實(shí)驗(yàn)中，能說(shuō)明。能量在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不變的理由是（小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不變的理由是（ ）A. 小球滾下斜面時(shí)，高度降低，速度增大小球滾下斜面時(shí)，高度降低，速度增大B. 小球滾上斜面時(shí)，高度增加，速度減小小球滾上斜面時(shí)，高度增加，速度減小C. 小球總能準(zhǔn)確地到達(dá)與起始點(diǎn)相同的高度小球總能準(zhǔn)確地到達(dá)與起始點(diǎn)相同的高度D. 小球能在兩斜面之間永不停止地來(lái)回滾動(dòng)小球能在兩斜面之間永不停止地來(lái)回滾動(dòng)一、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)表明一、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)表明 “ “有某一量是守恒的有某一量是守恒的”這個(gè)量叫做能

18、量。這個(gè)量叫做能量。二、能量二、能量 1.1.勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置而具有的勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。包括能量。包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能 2.2.動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。三、三、“追尋守恒量追尋守恒量”的意義的意義 1.1.可行性：物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中存在守恒量。可行性：物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中存在守恒量。 2.2.重要性：物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中都要滿(mǎn)足一重要性：物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中都要滿(mǎn)足一定的守恒定律。定的守恒定律。小小 結(jié)結(jié)分析與解決物理問(wèn)題的另一條思路分析與解決物理問(wèn)題的另一條思路能量的觀點(diǎn)能量的觀點(diǎn)2022年7月2日星期六