追寻守恒量ppt课件

W Fl
功 力
位移
F
l
mg
h
初中计算力所做的功时，力的方向总是
和位移的方向相同或者是相反，如果他俩的
方向相同，那么力就在做正功；如果相反，
力就在做负功。
那么如果力和位移的方向不在同一条直
线上，那么又该如何计算功，怎么判断力所
做的正功还是负功呢？
F
α
l
力对物体所做的功，等于力的大小、位
移的大小、力与位移夹角的余弦值三者的乘
积。
W Fl cos
F
α
l
当0 当 当

2
时 ，cos 0,W 0, 力 做 正 功

2
时 ，cos 0,W 0, 力 不 正 功

2
时 ，cos 0,W 0, 力 做 负 功
试计算在高为4m的位置，分别自由下落、水平抛出时重力所 做的功： （1）自由下落到A点； （2）水平抛出到B点，A、B之间的距离是3m； （3）水平抛出到C点，A、C之间的距离是4m。
追寻守恒量——能量
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，
所以对于守恒量的追寻不仅是合理的，而且也是极为
重要的研究方向。 ——劳厄
“有这样一个事实，如果你愿意，也可以说 是一条定律，支配者至今所知的一切自然现 象...... 这ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定律称作能量守恒定律。它指出 : 有 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。哪是一个抽象 的概念......。” ——费恩曼
4m
A
B
C
如图所示，在光滑水平面上，物体受两个 相互垂直的大小F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其 合力在水平方向上，从静止开始运动10 m，求：

D.不垂直于接触面，做功为零
D.不垂直于接触面，做功不为零
四、功的计算
4、合功的计算。 例1：一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平成θ =370角斜 向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离l=5m。物 体与地面间的滑动摩擦力f=100N。求（1）各力对物体做 的功；（2）力对物体做的总功。 解：因为重力和支持力对物体 不做功，对物题受力分析得：
F
l
有摩擦时：W1，无摩擦时：W2 有：W1=W2
四、功的计算
2、功是标量：正功和负功表示的动力功还是阻力功。
0

2
cos 0 W 0
正功：表示动力功。
W F l cos


0功：表示力对物体不做功。
2
cos 0 W 0

负功：表示阻力功，也可以说成“物体克服阻力做功）。
一、知识回顾
1、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。 ——劳厄 2、任何人类活动都离不开能量：
电能
化学能 风能 各种能量直接可以相互转化，但其总 量保持不变。（能量守恒定律）
核能
f
N

F
WF F l cos F l cos37o
Wf f l cos180o f l
mg
l
WG 0
WN 0
总功得： W WN WG WF Wf 1500J
四、功的计算
4、合功的计算。 （1）先求功在代数和相加；（2）先求合力在求功。 例1：一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平成θ =370角斜 向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离l=5m。物 体与地面间的滑动摩擦力f=100N。求（1）各力对物体做 的功；（2）力对物体做的总功。 解：因为只有水平方向有功， 所以只需要求水平合力得：

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 定量表达式，这是因为人们建立并不断发展了功的概 念。
那么，功的概念是怎样建立的，我们又怎样计算 它呢？
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)
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
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。
v0 = 0
势能去了哪
里？
hA
B
参考面 势能消失 全 动能 部
小球到达最低点 高度为0 （参考面）
速度最大
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)
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曹冲称象：
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)
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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)
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)
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1．关于伽利略的斜面实验，以下说法中正确的是 ( ) 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 才与释放的高度相同 D．伽利略的理想斜面实验反映了在小球的运动过程中存 在某个守恒量
第
七第 章 1、2
节
机
械 追寻
能 守
守恒 量 ——
恒
定
律
理解教材新知 把握热点考向
知识点一 知识点二 知识点三
考向一 考向二 考向三
应用创新演练
随堂基础巩固 课时跟踪训练
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1.相互作用的物体凭借其位置而具有的
能量叫做势能；物体由于运动而具有
的能量叫做动能。在伽利略的实验中
小球的动能和势能可以相互转化。
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2．对公式W＝Flcos α的理解 (1)F表示力的大小，l表示力的作用点相对于地面的位 移的大小，当力的作用点的位移与物体的位移相同时，也 常常说是物体相对于地面的位移大小，α表示力和位移方 向间的夹角。 (2)公式可以表达为W＝F·lcos α，表达的意义是功等于 沿力F方向的分位移与力的乘积；公式也可以表达为W＝ Fcos α·l，表达的物理意义是功等于位移与沿位移方向的分 力的乘积。
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[特别提醒] (1)功虽然有正负，但功是标量，它的正负不表示方向， 也不表示大小。 (2)除了根据力与位移的夹角判断功的正负外，也可根据 力和速度方向间的夹角判断，当 F、v 夹角为锐角时，F 为动 力，做正功；F、v 夹角为钝角时，F 为阻力，做负功；F、v 夹角为直角时，F 既不是动力，也不是阻力，不做功。 (3)W＝Flcos α 适用于计算恒力的功。

——诺贝尔物理学奖获得者 费恩曼
伽利略的理想实验：
科 学 探 索
科 学 探 索
hA
高度 速度
伽利略理想斜 面实验（斜面
均光滑）
下滚过程
Bh 上滚过程
问 hA
α
β
B h’
实验表明：斜面上的小球在运动过程中
题 好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度 相关的某个量）。
归 后来的物理学家把这一事实说成是“某个量
课堂练习
1. 下列实例中,动能转化为势能的是 ( ) A
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．
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.苹果从树上掉下时，速度越来越大， 下列说法正确的是（ ） C 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
【例3】：在光滑地面上，一弹簧一端固定 竖直墙上，另一端连着一个小球，用力压缩 弹簧，释放后，试分析能量转化关系。
❖分析:弹簧被压缩,贮存了能量（弹性势能）,然后 又逐渐转化为小球的动能，当弹簧恢复到原长时, 势能为零,球的动能最大,在弹簧伸长过程中，球 的动能减少,弹簧的势能又增加,球在往复运动过 程中,球的动能与弹簧的势能相互转化,总的能量 不变。
❖ 解析： ❖ 运动员沿光滑斜面下滑，速度变大，高度降低，故其动
能越来越大，势能越来越小。 由于斜面光滑，没有其他能量生成，因此机械能守恒。
注意：能量总是守恒的，但动能与势能的和不一定守 恒，在存在摩擦力的情况下，机械能（动能与势力 的和）不守恒，例如木箱沿斜面匀速下滑过程中， 存在摩擦生热现象，总能量是守恒的，但机械能不 守恒。

7.1追寻守恒量——能量
平遥二中 刘壮
“追”——某个量 “寻”——某个守恒量
保持不变的量
7.1追寻守恒量——能量
平遥二中 刘壮
两个同学下象棋,不小心棋盘 被打翻了,一颗棋子找不到了, 一位同学就找啊找,最终在房 间的某个角落找到了,支持这 位同学找下去的信念是什么? 物体不会凭空消失 ，也不 会凭空产生，物质是守恒的
7.1追寻守恒量——能量 平遥二中 刘壮
小球向上滚动的运动过程
G1
v0 = 0
G h
h
B
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，
7.1追寻守恒量——能量 平遥二中 刘壮
等高
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。
机械能
机械能：动能与势能的总和 。
用“能量”怎样描述伽利略斜面实验 当小球沿斜面B上升，速度变为０时，能量有何变化？ 全 势能 动能消失 部 动能去了 哪里？ 起始高度 h = 高度最大 速度为0 v0 = 0 v0 = 0
h
A
B
h
平遥二中 刘壮
机械能
7.1追寻守恒量——能量
课堂训练
『判一判』 (1)物体由于运动而具有的能量叫动能。(√ )
它们具有重力势能
被弹高的人
杠铃
球
流动的水
7.1追寻守恒量——能量 平遥二中 刘壮
它们具有弹性势能
起跳时的跳板
7.1追寻守恒量——能量 平遥二中 刘壮
h
A
v
B
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。

名词解释
物体由于运动而具有的能量叫做 动能（kinetic energy）。
它 们 具 有 动 能
跟速度有关的物理量 运动的物体具 有动能。
想一想 用“能量”怎样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？
小球高度降低的同时，速度在增加
v0 = 0
h
势能减小
转化
动能增加
A
参考面 势能消失 全 部
势能去了 哪里？ 动能 速度最大
B
小球到达最低点 高度为0 （参考面）
想一想
用“能量”怎样描述伽利略斜面实验
当小球由最低点沿斜面 B 运动到达最高点 时，能量怎样变化？
速度在减小的同时，高度在升高。
动能减小 转化 势能增大
v0 = 0
h
A
动能去了 哪里？ 势能
B
参考面 动能消失 全 部
牛顿运动定律和运动学知识解决，以为这样 具体可信，而不习惯于从能量的观点和守恒 的思想来分析，但是从本章学习过能量之后 同学们会发现从能量的观点来分析和解决， 往往会给力学问题的解决带来很大的方便， 因此从本章起同学们应注意培养自己从能量 的观点分析、解决问题的能力.
将一物体从粗糙斜面上匀速滑下来， 分析这一过程中的能量转化？
铁锁会碰到鼻子吗？
课堂练习
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．
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．
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。

它指出有某一个量，我们把它称为能量，他在自然界 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┅┅
能量无处不在
从伽利略理想斜面实验说起
伽利略理想实验中体现的守恒思想
物体高度的变化伴随着物体运动快慢的变化或运动 快慢的变化伴随着高度的变化。
小球“记得”自己的起始高度，然而，“记得”不是 物理学的语言。
做功，汽车的 阻
能减少．
4、一个压缩弹簧把一个小球弹出，若小球只受 到弹力的作用，弹力对小球做功，则弹簧的弹 性势能_减__少__了，小球的动能 增加 了．
5、苹果从树上掉下时，速度越来越大，
下列说法正确的是（C ）
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
提问2：伽利略看出的守恒是什么？
回答：一个与高度有关的量和一个与速度
有关的量之和保持不变.
守恒
设此时的速度为v
h0 A h
B
理论证明：一个与高度有关的量和一个与速 度有关的量之和守恒
运ho
（恒定）
伽利略斜面实验表明，小球在运动过程 中，“有某一量是守恒的”，这个量叫 做能量或能。
课堂练习
1、关于功和能，下列说法正确的是 （ C ）
A．功就是能，功可以转化为能 B．做功越多，物体的能越大 C．能量转化中，做的功越多，能量转化越大 D．功是物体能量的量度
2、做功的过程是__能__量___转__化的过程，功是_能___量__转___化的量
度．
3、行驶的汽车在刹车的过程中，克服 动 力
在物理学中把这一事实说成是“有某一量是守恒的”。
hA
Bh
下滑过程：高度减小，伽利速略度理增想大斜；面 上滑过程：高度升高，均速光度滑,减无小摩；擦

在不变中又蕴涵了什么呢？
导入新课
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，所以对于守恒量的寻求是合理的，而且也是极为重要的研究方向。
物理学家劳厄说：
“追寻守恒量”
导入新课
物理学家费恩曼说：
导入新课
一、伽利略斜面实验
伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）
7.2 功
力和运动的角度
能量的角度
能量之间如何转化,又如何定量地量度?
重力势能增大
动能增大
弹性势能增大
做功的因素是什么？
x
x
x
力?
功！
若物体在力的作用下能量发生了变化，则这个力一定对物体做了功。
思考1:有无做功
纹丝不动!!
匀速
真辛苦
匀速前进
一、功的概念
一、功的概念
2、功的两个因素：（1）力 （2）沿力的方向发生位移
练习
解：
对物体受力分析如图所示
1)重力与物运动方向垂直
2)
支持力所做的功
1.物体质量m，斜面质量M，斜面倾角θ，动摩擦因数μ，物体与斜面保持相对静止。斜面向左匀速直线运动，位移为x，求在位移x中：1）重力对物体所做的功2）斜面对物体的支持力所做的功
解：3）
摩擦力做的功
4）合力做的功
1.物体质量m，斜面质量M，斜面倾角θ，动摩擦因数μ，物体与斜面保持相对静止。斜面向左匀速直线运动，位移为x，求在位移x中：3）斜面对物体的摩擦力所做的功4）物体的合力做的功
杠铃
被弹高的人
二、能量
（一）势能
物体由于运动而具有的能，叫做动能。
二、能量
（二）动能
飞驰的足球具有动能

• 2、唐朝诗人杜甫的《登高》中有这 样两句诗：“无边落木萧萧下，不尽 长江滚滚来”。从物理学的角度来说， “落木萧萧下”的过程是 动能 ___________ 能转化为________能； 势能 而“滚滚来”的长江水蕴含丰富的 _________能。
几 种 常 见 的 能 量 形 式
相互作用的物 体凭借其位置 而具有的能， 叫做势能。
物体由于运动 而具有的能， 叫做动能。
分 析
h
A
B
h
在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?
动能和势能可以相互转化，而总的能量保持不变
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。 在这个例子中是 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，势能达到最大，在下落 时，势能逐渐减小，动能逐渐增大， 势能又转化为动能。在小球运动过 程中，小球的机械能总量保持不变。
• 1、诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说：有一个 事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支 配者至今所知的一切现象……这条定律就是 （ D ） • A、牛顿第一定律 B、牛顿第二定律 • C、牛顿第三定律 D、能量守恒定律
追寻守恒量
观 察
h
A
B
h
伽利略理想斜 面实验（斜面 均光滑）
试用所学 知识证明
证 明
h
A
α
β
B
h’
思 考
பைடு நூலகம்
小球的运动有什 么特点？
能 量 伽利略斜面实验表明，小球在运动过程 中，“有某一量是守恒的”，这个量叫 做能量或能。 说明：能量与物体的运动相对应，是对 物体不同运动形式的统一的量度，不同 的运动形式对应不同的能量。