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1、第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律7.17.1追寻守恒量追寻守恒量追寻守恒量追寻守恒量能量能量能量能量如图，在一个盛满水的容器内放入一块冰。不考虑水的热如图，在一个盛满水的容器内放入一块冰。不考虑水的热膨胀，在冰的融解过程中，容器内的水会继续溢出吗膨胀，在冰的融解过程中，容器内的水会继续溢出吗?为为什么？什么？分析探究分析探究 当冰静止在水面时，当冰静止在水面时，冰的质量冰的质量等于冰排开的等于冰排开的水的质量水的质量。而冰。而冰融解成水的前后融解成水的前后质量不变质量不变，实，实际上就相当于冰在融解过程中际上就相当于冰在融解过程中将体积缩小成虚线以下部分的将体积缩小成虚线以下部分的体
2、积，所以水不会溢出。体积，所以水不会溢出。M冰冰gF浮浮M水水gF浮浮=M冰冰g F浮浮=M水水gM冰冰g=M水水g M冰冰=M水水导入新课导入新课在这里，虽然冰发生了物态变化，但我们如果找到了变在这里，虽然冰发生了物态变化，但我们如果找到了变化中的化中的守恒量守恒量冰的质量。冰的质量。即冰块即冰块从而很容易地推理出它们在体积上存在的从而很容易地推理出它们在体积上存在的置换关系置换关系，圆满地解决了所提出的问题。圆满地解决了所提出的问题。的质量等于的质量等于“水块水块”的质量的质量M冰冰gF浮浮M水水g学学.科科.网网导入新课导入新课“有一个事实，如果你愿意，也可以有一个事实，如果你愿意，也可
3、以说一条定律，支配着至今所知的一切说一条定律，支配着至今所知的一切自然现象自然现象这条定律称做这条定律称做能量守恒能量守恒定律定律。它指出某一个量，我们把它称。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。那是一个最抽象的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念概念”导入新课导入新课理查德理查德菲利普菲利普费曼费曼（19181988)美国著名理论物理美国著名理论物理学家，学家，65年获得诺贝尔物理学奖年获得诺贝尔物理学奖.导入新课导入新课能量无处不在能量无处不在一、伽利略斜面实验一、伽利略斜面实验伽利略理想斜面实验伽利略理想斜面实验（斜面
4、均光滑）（斜面均光滑）ABhh一、伽利略斜面实验一、伽利略斜面实验探究一小球是否到达等高处？探究一小球是否到达等高处？试用所学知试用所学知识证明识证明在在A斜面上斜面上：agsin x v2/2a h x sinv2/2g ABhh在在B斜面上：斜面上：agsin x（0v2）/2a h x sin=v2/2ghh探究一小球是否到达等高处探究一小球是否到达等高处？一、伽利略斜面实验一、伽利略斜面实验小球小球“记得记得”原来的高度原来的高度 二、伽利略斜面实验二、伽利略斜面实验小球的运动有什么特点？小球的运动有什么特点？高度降低的同时，速度在增加；高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同时，速度
5、在减小。高度升高的同时，速度在减小。小球运动中，有无守恒小球运动中，有无守恒量（即有没哪个物理量量（即有没哪个物理量保持不变）？保持不变）？一、伽利略斜面实验一、伽利略斜面实验此消彼长此消彼长探究二 如何根据“速度”与“高度”的关系，将斜面实验的运动过程抽象化？小球由小球由加速加速过程过渡到过程过渡到减速减速过程，恢复到原来的过程，恢复到原来的高度高度；加速加速过程与过程与减速减速过程中与过程中与高度高度有关的一个物理量在变化的同时，一个与有关的一个物理量在变化的同时，一个与速度速度有关有关的物理量也在变化；的物理量也在变化；与与高度高度有关的物理量的变化有关的物理量的变化引起引起了另一个与了
6、另一个与速度速度有关的物理量的变化。有关的物理量的变化。一、伽利略斜面实验一、伽利略斜面实验单单摆摆的的记记忆忆通过实验可以观察到通过实验可以观察到斜面上的小球斜面上的小球、单摆中的单摆中的小球小球好像好像“记得记得 ”自己起始的高度（或与高自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。度相关的某个量）。一、伽利略斜面实验一、伽利略斜面实验探究三探究三在伽利略的斜面理想实验中，存在什么样的守恒量？在伽利略的斜面理想实验中，存在什么样的守恒量？高度？高度？运动快慢？运动快慢？其他？其他？伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量有某一量是守恒的是守恒的”，这
7、个量叫做，这个量叫做能量能量或或能能。二、势能和动能二、势能和动能1.能量的概念：能量的概念：很难给能的概念下一个简单的一般定义，荷兰物理学家很难给能的概念下一个简单的一般定义，荷兰物理学家HA克拉默说过：克拉默说过：“在物理科学中，最重要和最富有的在物理科学中，最重要和最富有的成果的是那些不可能给予确切意义的概念成果的是那些不可能给予确切意义的概念”2.能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的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。统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量。3.“能量能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一，但是牛顿没有
8、留给我们的少数力学概念之一，但是在牛顿之前，我们就能发现它的萌芽。（伽利略理想是在牛顿之前，我们就能发现它的萌芽。（伽利略理想斜面实验）斜面实验）几点说明几点说明二、势能和动能二、势能和动能在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度时，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小球被赋予一种形式的能量势能势能。ABhv0=0二、势能和动能二、势能和动能相互作用的物体凭借其位置而具有的能量相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做叫做势能势能（potential energy）。1.势能势能二、势能和动能二、势能和动能 物体由于运动而具有的能量叫做物体由于运动而具有
9、的能量叫做动能动能（kinetic energy）zxxk二、势能和动能二、势能和动能2.2.动动能能二、势能和动能二、势能和动能2.动动能能在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?ABhh二、势能和动能二、势能和动能ABhh分析伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）分析伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）下滚过程下滚过程上滚过程上滚过程高度（势能）高度（势能）速度（动能）速度（动能）逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐减小逐渐减小二、势能和动能二、势能和动能滚滚摆摆中中的的能能量量转转化化3.动能与重力势能的相互转化动能与重力势能的相互转化
10、二、势能和动能二、势能和动能跳跳水水过过程程中中的的能能量量转转化化二、势能和动能二、势能和动能做自由落体的小球的势能和动能如何转换？做自由落体的小球的势能和动能如何转换？如果竖直上抛呢？如果竖直上抛呢？思考二、势能和动能二、势能和动能1.可行性可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。：物质在运动变化过程中存在守恒量。2.重要性重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。定律。三、三、“追寻守恒量追寻守恒量”的意义的意义一、伽利略斜面实验一、伽利略斜面实验二、势能和动能二、势能和动能 1.势能势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。：相互作用
11、的物体凭借其位置而具有的能量。2.动能动能：物体由于运动而具有的能量。：物体由于运动而具有的能量。3.动能与重力势能的相互转化动能与重力势能的相互转化三、三、“追寻守恒量追寻守恒量”的意义的意义 1.可行性可行性 2.重要性重要性小结小结举出生活中的一个例子，说明不同形式的能量之间可举出生活中的一个例子，说明不同形式的能量之间可 以互相转化以互相转化 例：游乐园中的海盗船，如例：游乐园中的海盗船，如果没有摩擦力和空气阻力，果没有摩擦力和空气阻力，船在摇摆时都能达到一定的船在摇摆时都能达到一定的高度这说明实际生活中的高度这说明实际生活中的问题理想化后，确实存在着问题理想化后，确实存在着某一物理量是不变的某一物理量是不变的海盗船的动能和势能相互转海盗船的动能和势能相互转化化练习练习