追寻守恒量—能量PPT课件

——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。
是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。
纳 说明：
1.能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式
的一种量度。
2.不同的运动形式对应不同的能量。
单摆中的小球
滚摆中的轮子
问
v0 = 0
能量
题 归 纳
hA
B
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。
名词解释
小
结 一、伽利略斜面实验表明 “有某一量是守恒的”，这个量叫做
能量。 二、能量
1、势能：相互作用的物体凭借其位置 而具有的能量。 2、动能：物体由于运动而具有的能量。 3、机械能：动能与势能的总和 。
课后探究
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？）
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。
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。
典 个例子中是否存在着能的总量保持不
变？
例
分
析 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．在小球运动的过程中，小球的机械能 总量保持不变．
【例2】：滑雪运动员沿光滑斜面下滑，在下 滑过程中，动能、势能如何变化？能量守恒 吗？
思考与讨论： （1）爱迪生是怎样测出灯泡体积的？ （2）爱迪生测量灯泡体积的原理是什么？
守恒量：水的体积
小资料
“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……”
相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量叫做势能（potential energy）。
它们具有势能
杠铃
被弹高的人
球
问 hA
v
B
题
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
归 被赋予一种形式的能量——动能。
纳 名词解释
物体由于运动而具有的能量叫做
动能（kinetic energy）。
第七章 机械能守恒定律
1 追寻守恒量—能量
爱迪生测灯泡的体积
有一次，爱迪生把一只灯泡（还没有制成成品）交给 他的助手阿普顿，让他计算出这只灯泡的体积是多少。 阿普顿是普林斯顿大学数学系的毕业生，又去德国深造 了一年，数学程度相当不错，他拿着这只梨形的灯泡， 打量了好半天，又特地找来皮尺，上下量了尺寸，画了 剖视图、立体图，还列了一道又一道的算式。一个小时 过去了，爱迪生着急了，走近一看，在阿普顿面前，好 几张白纸上写满了密密麻麻的算式。
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。
它们都具有动能
火箭
足球 汽车
名词解释
机械能：动能与势能的总和 。
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？
v0 = 0
势能去了 哪里？
hA
B
参考面
势能消失
全 部
动能
小球到达最低点 高度为0 （参考面）
速度最大
机械能
【例1】 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
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？）
课外拓展
“能量”概念发展史简介
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.相同的弹簧伸长量越大，弹簧的弹性势能 越大，在同一个弹簧秤下分别挂5N和3N的 物体时，弹簧秤上弹簧具有的弹性势能
（ B）
A.两次具有相同的弹性势能
B.第一次比第二次的弹性势能大
C.第一次比第二次的弹性势能小
D.无法比较其大小
4. 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？