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1、第第1 1节节 追寻守恒量追寻守恒量能量能量情境导入：情境导入：两个同学下象棋两个同学下象棋,不小心棋盘被打翻了不小心棋盘被打翻了,发现棋子散了发现棋子散了一地，于是一起收拾，发现一颗棋子找不到了一地，于是一起收拾，发现一颗棋子找不到了,一位同一位同学就找啊找学就找啊找,最终在房间的某个角落找到了最终在房间的某个角落找到了,这一过程这一过程中，支持这位同学找下去的信念是什么中，支持这位同学找下去的信念是什么?物体不会凭空消失物体不会凭空消失，也不，也不会凭空产生，会凭空产生，物质是守恒的物质是守恒的棋子的总个数是棋子的总个数是一定一定的，是的，是守恒守恒的。的。问题思考：问题思考：1 1、任何
2、人类活动能离开能量吗？、任何人类活动能离开能量吗？2 2、你学过或知道哪些形式的能量？、你学过或知道哪些形式的能量？3 3、不同形式的能量间可以相互转化吗？、不同形式的能量间可以相互转化吗？4 4、不同能量在转化时遵从什么规律？、不同能量在转化时遵从什么规律？伽利略理想实验伽利略理想实验问题：问题：我们看到怎样的现象呢？我们看到怎样的现象呢？伽利略理想斜面实伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）验（斜面均光滑）ABhh小球好像小球好像“记得记得”自己起始的高度；小球高自己起始的高度；小球高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同度降低的同时，速度在增加；高度升高的同时，速度在减小。时，速度在减小。通过
3、以上实验我们可以观察到通过以上实验我们可以观察到斜面上的斜面上的小球小球好像好像“记得记得”自己起始的高度（或与自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。高度相关的某个量）。A AB Bh hh h 通过以上实验我们还可以观察到小球在通过以上实验我们还可以观察到小球在运动中运动中高度高度降低时降低时速度速度却增大，却增大，速度速度降低时降低时高度高度却增大，它们却增大，它们此消彼长此消彼长，说明小球在运说明小球在运动过程中某种动过程中某种“东西东西”是不变的。是不变的。“记得记得”并不是物理学的语言，后来物并不是物理学的语言，后来物理学家把这一事实说成是理学家把这一事实说成是“某个量守恒某个量守
4、恒”，并且把这个量叫做并且把这个量叫做能量能量或或能能。伽利略理想斜面实验中的能量伽利略理想斜面实验中的能量在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度高度时，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，小球在斜面上，小球在斜面上运动运动而具有的能而具有的能动能动能。相互作用的物体凭借其位置而具有相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做的能量叫做势能势能（potential energy）。弹性势能弹性势能重力势能重力势能物体由于运动而具有的能量叫做物体由于运动而具有的能量叫做动能动能（kinetic energy）。机械能机械能（me
5、chanical energy）:动能与势能的总和动能与势能的总和。它们具有它们具有势能势能球球杠铃杠铃被弹高的人被弹高的人它们都具有它们都具有动能动能足球足球汽车汽车火箭火箭想一想想一想用用“能量的观点能量的观点”描述伽利略斜面实验描述伽利略斜面实验参考面参考面ABhv0=0小球移至斜面顶端时小球移至斜面顶端时位置升高而具有重力势能位置升高而具有重力势能，小球滚落时，小球滚落时高度降低重力势能减小，而速度增大动能增加，滚落过程高度降低重力势能减小，而速度增大动能增加，滚落过程重重力势能转化为动能力势能转化为动能；小球上升时速度减小动能减小，而高度；小球上升时速度减小动能减小，而高度增加重力势
6、能增大，上升过程增加重力势能增大，上升过程动能转化为重力势能动能转化为重力势能，在能量在能量转化过程中能量总量保持不变，因此小球总是上升到同一高转化过程中能量总量保持不变，因此小球总是上升到同一高度。度。回顾回顾用用“力的观点力的观点”描述伽利略斜面实验描述伽利略斜面实验为了为了提高小球提高小球，施加了，施加了与重力相反的力与重力相反的力。当当释放小球释放小球时，时，重力重力使小球加速滚下斜面。使小球加速滚下斜面。在在斜面的底部斜面的底部，小球由于，小球由于惯性惯性而滚上斜面。而滚上斜面。Bhv0=0GGAGF 从从“力力”的角度分析伽利略斜面实验的的角度分析伽利略斜面实验的运动过程，有何不足
7、之处？运动过程，有何不足之处？不能不能简洁简洁地表达和解释一个重要的事实：地表达和解释一个重要的事实：如果如果空气阻力和摩擦力小空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点必将准确地终止于同它开始点相同的高度处相同的高度处，决，决不会更高一点，也决不会更低一点。不会更高一点，也决不会更低一点。这说明这说明某种某种“东西东西”在小球运动过程中是不在小球运动过程中是不变的变的，这个，这个“东西东西”就是就是能量能量。想一想想一想单摆中的小球单摆中的小球滚摆中的轮子滚摆中的轮子 “有一个事实，如果你愿意，也有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，支配着至今所知可以说
8、一条定律，支配着至今所知的一切自然现象的一切自然现象这条定律称做这条定律称做能量守恒定律能量守恒定律。它指出某一个量，。它指出某一个量，我们把它称为我们把它称为能量能量，在自然界经历，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念是一个最抽象的概念”诺贝尔物理学奖获得者费恩曼诺贝尔物理学奖获得者费恩曼小资料小资料追寻守恒量有必要吗？追寻守恒量有必要吗？物理学的任务是发现物理学的任务是发现普遍的自然规律普遍的自然规律。因为。因为这样的规律的最简单的形式之一这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理表现为某种物理量的不变性量的不变性，所以对于守恒量的寻求
9、不仅是合理，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。的，而且也是极为重要的研究方向。-诺贝尔物理学奖获得者诺贝尔物理学奖获得者劳劳厄厄物理学规律、甚至是普遍的自然规律，在结物理学规律、甚至是普遍的自然规律，在结构上通常有两种最基本的形式，第一、形如构上通常有两种最基本的形式，第一、形如“X=Y”而揭示因果关系的规律而揭示因果关系的规律;第二、第二、形如形如“X=X”而表现守恒特征的规律而表现守恒特征的规律.追寻守恒量的示范性案例追寻守恒量的示范性案例?H2+O2=?H2O2H2+O2=2H2OBCD 课堂练习课堂练习例例1.关关于于伽伽利利略略的的斜斜面面实实验验,以以下
10、下说说法法正正确确的的是是A.无无论论斜斜面面是是否否光光滑滑,小小球球滚滚上上的的高高度度一一定定与与释释放放的的高高度相同度相同.B.实际上实际上,小球滚上的高度会比释放的高度要小一些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只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度小球滚上的高度才与释放的高度相同才与释放的高度相同.D.伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运动过程中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存在某个守恒量例例2:下图表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、下图表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆试定性地说明在这几个阶撑杆
11、起跳、越横杆试定性地说明在这几个阶段中段中能量的转化能量的转化情况情况答案：答案：化学能化学能动能动能重力势能重力势能动能动能课堂小结：课堂小结：追寻守恒量追寻守恒量能量能量v噢噢是这是这么回事啊！么回事啊！问题思考：问题思考：1 1、任何人类活动能离开能量吗？、任何人类活动能离开能量吗？2 2、你学过或知道哪些形式的能量？、你学过或知道哪些形式的能量？3 3、不同形式的能量间可以相互转化吗？、不同形式的能量间可以相互转化吗？4 4、不同能量在转化时遵从什么规律？、不同能量在转化时遵从什么规律？塞翁失马，焉知祸福塞翁失马，焉知祸福 有得必有失，有失必有得有得必有失，有失必有得人文科学中的守恒人文科学中的守恒与大家共勉：与大家共勉：课外链接：课外链接：