人教版高一物理必修2第七章机械能守恒定律7.1 追寻守恒量——能量(共45张PPT)

伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻 力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始 点相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。这说 明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东 西”应是( A．弹力 C．速度 ) B．势能 D．能量
答案：D
解析：在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面滚到另 一个斜面，斜面弹力是不同的，势能先减小后增大，速度先 增大后减小，所以A、B、C错，不变的“东西”应是能量， 包括动能和势能，D对。
三、势能和动能的相互转化 从伽利略的斜面实验我们可以看出，势能和动能可以相 互转化。如果斜面是光滑的，且空气阻力忽略不计，小球总 可以沿斜面B上升到原来的高度。这说明了动能和势能在相互 转化过程中能量是守恒的。
古代战争中常用滚木和檑石作为武器来阻止敌人的进 攻，你能用所学的知识说明其中的科学道理吗？这种战术适 用于哪种情况？怎样才能使杀伤力更大？为什么？
答案：滚木和檑石的重力势能转化为动能，利用其动能 来杀伤敌人；这种战术适用于据高防守；提高其高度、增大 其质量才有更大的杀伤力。动能越大，作用效果越强。
题型1
寻找守恒量
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
C、牛顿第三定律
） B、牛顿第二定律 D、能量守恒定律
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， 势能 动能
“落木萧萧下”的过程是___________
能转化为________能；而“滚滚来”
h
A
α
β
B
h’
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。
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。
知识点 2
1.能量
能量概念
对外做功 的本领我们就说这个 (1)一个物体如果具备了_________
物体具有能量。
标量 ，和物体的某一状态对 (2)能量是个状态量，是______
应。
2．势能
相互作用力 和物体间的_________ 相对位置 决定的 (1)由物体间的____________
能量叫做势能。如：重力势能，弹性势能，分子势能，电势 能等。
标量 。 (2)势能是能量的一种具体形式，是______
3．动能
运动 而具有的能量叫动能。 (1)物体由于______
速度 有着密切的联系。 (2)动能与物体的质量和______ 标量 ，并且 (3)和物体运动过程中某一状态相对应，是______
总为正值。
运动 物体都具有动能，大到天体小到微观粒 (4)一切______
子。
一、对“守恒量”的理解 1．所谓“守恒”是指数值保持恒定。对于伽利略斜面实 验，我们可以这样理解，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽 略，小球必将滚到它原来的高度，小球好像记得“自己的起 始高度”，我们把小球“记得”的这个“东西”叫做守恒 量。
2．守恒量是自然界在变化过程中隐藏于现象中的一个反 映其本质的物理量，也就是说，自然界并不自动地展现其背 后的本质、规律和内在联系，所以寻找守恒量必须讲究科学 的方法。例如，观察此消彼长的物理量、研究其相互的关 系、科学构思巧妙的实验、精确地论证、推理和计算等。
第七章
第一节 追寻守恒量——能量
伽利略斜 面实验显 示了能量 的概念
能量Energy
一些常见形式的能量 势能，动能，电能，化学能，太阳能 势能：相互作用的物体凭借其位置而具有 的能量。
重力势能：地面上的物体由于被举高而具有的 能量 弹性势能：弹簧由于被拉伸或压缩而具有的能 量
动能：物体由于运动而具有的能量。
知识点 1
伽利略斜面实验探究
1.实验现象：让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚
＝ hB，如图所示。 上另一个对接斜面，没有摩擦时，hA_____
2．能量概念的建立：始、末位置高度相同，小球运动
能量 。 中守恒的量叫______
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
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？
Hale Waihona Puke 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
二、理解动能、势能的含义 1．动能 说到动能，一定要有运动着的物体。例如，当伽利略释 放小球后，小球开始运动，获得速度，运动着的小球就具有 了动能。流动的河水(如下图甲所示)，吹来的风即流动的空气 (如下图乙所示)，运转的天体，绕原子核旋转的电子等都具有 动能。
动能和势能可以相互转化，而总的能量保持不变
●情景切入 自然界存在各种不同形式的能量——机械能(动能和势 能)、内能、电能、化学能、核能等等，各种不同形式的能量 可以相互转化，在转化过程中遵从能量守恒这个基本原理(如 图)，这一章我们将探究动能、势能及其相互转化的规律。
本章第1节追寻守恒量，既展示了能量概念的发展过程， 又介绍了科学研究和发展的一个重要方向。第2、3节主要学 习做功多少、做功快慢的决定性因素及应用。第4、5节通过 重力做功的讨论得出重力势能的概念并进一步探究弹性势能 的决定性因素。第6、7节探究、学习动能及动能定理。第8、 9、10节学习、验证机械能守恒定律，并拓展到能量守恒定 律。
2．势能 它必须有相互作用的物体，而且一定与其位置有关。例 如，小球受到地球施于它的重力作用，当伽利略把小球从桌 面提高到斜面上起始点的高度时，他就赋予了小球一种形式 的能量——势能。当我们将弹簧拉伸或者压缩时，弹簧各部 分发生相互作用，各部分的相对位置与弹簧自然伸长时发生 了变化，我们也就赋予了弹簧一定的势能。