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1、,第七章 机械能守恒定律,7.1 追寻守恒量能量,化学能,电能,风能,水能,核能,太阳能,能量无处不在,劳厄 Max Theodor Felix von Laue 18791960,物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量的寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。 追寻守恒量,1、伽利略理想斜面实验,观察与思考,(斜面均光滑),记得原来的高度,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？这些过程各有什么特点？,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。,讨论与交
2、流,此消彼长,观察与思考,2、牛顿摆,记得原来的高度,观察与思考,3、弹簧振子,记得原来的位置,结论,“记得”并不是物理学的语言，后来物理学家把这一事实说成是 “某个量是守恒的”，这个量叫做能量或能。,能量,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。,能量,被举高的物体具有的能量势能,它们都具有势能,举起的杠铃,被弹高的人,弯曲的弓,重力势能（高度）,弹性势能（形变量）,能量,物体由于运动而具有的能量动能,它们都具有动能,前进的的汽车,飞行的火箭,运动的的足球,机械能：动能+势能。,思考与讨论,挽弓当挽强， 用箭当用长。 射人先射
3、马， 擒贼先擒王。 杜甫 前出塞,为什么弓强，箭才射得远？ 拉开的弓具有什么能量？ 射出的箭具有什么能量？,跳高运动员是以高度来计成绩的，可他们为什么要先提高自己的速度？,思考与讨论,思考与讨论,在伽利略理想实验中，势能和动能是怎样转化的?,A到B：动能增加,势能减少 B到C：势能增加,动能减少,机械能守恒,能量存在的主要形式,机械能,电能,电磁能,化学能,热能,核能,2相互作用的物体凭借其_而具有的能量叫_能常见的势能有_势能和_势能,1能量是物体处于某种状态的物理量，自然界的能量是_的,守恒,位置,势,弹性,重力,3物体由于_而具有的能量叫做动能,运动,4各种能量之间是可以相互_的,转化,
4、课堂练习,5. 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,6. 一个物体在光滑的水平面上匀速滑行，则 ( ) A. 该物体没有能量 B. 该物体的能量不发生变化 C. 该物体的能量发生了变化 D. 以上说法均不对。,B,课堂练习,7. 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
5、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.,BCD,课堂练习,8.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.动能转变成了势能,C,课堂练习,9.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,C,课堂练习,10. 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,11. 下图表示撑杆跳运动的几个阶
6、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,课堂练习,“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,小资料,伽利略的斜面实验使人们认识到能量概念的重要性，我们又知道能量可以转化，也有大小，那我们如何来量度它呢？（比如动能和势能我们该如何来量度？） 势能和动能的转化又是怎么进行的呢？（长度可以用尺子多少米来量度，质量可以天平多少千克来来量度，那么能量用什么来量度？）,课后探究,“能量”概念发展史简
7、介,1. 伽利略对摆的论证为后人认识机械能守恒开辟一途径。,2. 莱布尼兹提出的物体运动的量与物体速度平方成正比被科里奥利称为“活力”。,3. 英国物理学家杨（T.Young）(在光的干涉方面作出贡献)将 mv2/2 称作能量。,课外拓展,4. 热学中永动机不可能实现的确认和各种物理现象之间的普遍联系的发现，导致了能量守恒定律的最终确立。,5. 能量守恒定律的发现最重要的贡献者当推迈耶（M.Meyer）、焦耳（J.P.Joule）和亥姆霍兹（H.von.helmholtz）三位伟大的科学家。,6. 能量守恒是自然界的基本规律. 自然界的一切过程都必须满足能量守恒，但满足能量守恒定律的过程不一定都能实现。,7. 经典物理认为物体的能量是连续值.量子物理中物体的能量是不连续的。,8. 在相对论中,将学到能量和质量是等价的 E=mc2 称质能关系。,
