追寻守恒量能量ppt课件

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”
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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
二、能量
（二）动能
在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?
二、能量
分析伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）
下滚过程
上滚过程
高度（势能）
速度（动能）
逐渐减小
逐渐增大
逐渐增大
逐渐减小
二、能量
（三）动能与重力势能的相互转化
二、能量
游乐园海盗船
二、能量
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．
A
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．
课堂练习
2．关于伽利略的斜面实验,以下说法正确的（ ）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.
BCD
课堂练习
3. 关于能量概念的说法正确的是 ( )A．能量的概念是牛顿首先提出的一个力学概念.B．能量的概念是伽利略提出的,并用斜面理想实验来 验证能量的存在.C．人们从伽利略的斜面实验得到启发,认识到引入能 量概念的重要性.D．以上说法都不正确.
C
课堂练习
第七章 机械能守恒定律
负功说明此力为阻力
功的正负不是数量上的正与负，既不能说“正功和负功方向相反”也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果。
三、正功与负功
一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝37 °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阻＝100N。求力对物体所做的总功。
解：
α指什么？
四、总功的求法
W总=W1+W2+W3+••••••
1、功是标量故合力的功（即总功）就等于各分力做功的代数和：
W总=F合 Lcos α
2、力是矢量故可以先求合力，再求合力做的功：
如图，已知物体质量m，斜面质量M，斜面倾角θ，物体与斜面间的动摩擦因数μ，物体与斜面保持相对静止。现使斜面在水平面上向左匀速直线运动，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3）斜面对物体的摩擦力所做的功4）物体的合力做的功
在伽利略的斜面理想实验中，是否存在守恒量？
一、伽利略斜面实验
1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？2、这些过程各有什么特点？
1、小球经历了先加速后减速的过程2、在加速过程中，小球速度增大，位置高度减小； 在减速过程中，小球速度减小，位置高度增大
W＝F Lcosα
二、功的计算
对功的公式的理解
1.公式只能用于求恒力的功，如果力是变力，无论力的大小变化，还是力的方向变化，都不能直接用该公式求解；2.α角是“力的方向和位移方向的夹角”，而不是题目中的某一个以α命名的角；
二、功的计算
辨认力的方向与位移方向的夹角
答案：450
答案：1350
二、功的计算
[解法一]对金属块受力分析，求得水对物体的浮力为4N，根据牛顿第三定律，金属块对水的反作用力为4N;对水杯和水组成的系统受力分析，求得台秤对水杯的作用力将增加4N，所以选项D正确。
解法二表面上看来没有解法一严谨，但实际上却体现了“守恒量”的深刻思想。
导入新课
在现实生活中蕴涵着普遍的“不变”的思想
W1=FL1=FLcosα
W2=0
W=FLcosα
二、功的计算
W＝F L cosα
力F对物体做的功
力的大小
位移的大小
力与位移的方向的夹角
2.力的方向与物体运动的方向成一夹角时，
功的定义式为：
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这三者的乘积。
二、功的计算
功是一个标量。在国际单位制中单位是焦耳，简称焦，符号是J。 1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。 1J=1N×1m=1N•m
代入数据，得 W合＝1500 J
W合＝W拉＋W阻＝FL cos37°－F阻L
力做的总功
拉力F做的功
解：重力和支持力与运动方向垂直，对物体不做功
例题.一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝37 °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阻＝100N。求力对物体所做的总功。
用弹簧测力计挂一个重10N的金属块，使金属块部分浸入台秤上的水杯中（水不溢出），当系统静止时弹簧测力计的示数为6N，则台秤示数与金属块不浸入相比（ ） A、保持不变 B、增加10N C、增加6N D、增加4N
一、导入新课
[解法二]金属块重10N是个定值，弹簧测力计平衡掉其中6N ，则剩下4N最终必定由台秤承担，所以选择D选项。
二、功的计算
根据力的等效性原理,可把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。
W1= F1L= FLcosα
W2 = 0
W = W1 + W2
W = FLcosα
思考3：当拉力与水平方向的夹角为α时，此时拉力F做的功应该是多少呢？
二、功的计算
若将位移L分解,结果如何?
L1=Lcosα
L2=Lsinα
思考分析：1.物体受力情况如何？2.物体所受合力是多少？3.合力做功多少？
还有其他方法吗？
F1＝Fcosθ
代入数据，得 W合＝1500 J
W合＝F合 L cos0°＝ （Fcos θ － F阻）L
力对雪橇做的总功
F2＝Fsinθ
F合＝F1 －F阻＝ Fcosθ－ F阻
例题一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝37 °角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距离L＝5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力F阻＝100N。求力对雪橇做的总功。
辨认力的方向与位移方向的夹角
答案：450
答案： 1350
方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。
二、功的计算
两者做功效果相同吗？
二、功的计算
W＝F L cosα
某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。
三、正功与负功
功是标量，没有方向
正功说明此力为动力
一、功的概念
在光滑的水平地面上，物体M在水平力F的作用下发生了一段位移L。
问题1、物体受力情况和各力的做功情况如何？
问题2、力F做了多少功？
二、功的计算
在物理学中，如果力的方向与物体运动的方向相同，功就等于力的大小与位移大小的乘积。
W＝F L
力的大小
位移的大小
力F对物体做的功
1.力的方向与物体运动的方向相同时
一、伽利略斜面实验
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。
在伽利略的斜面理想实验中，存在什么样的守恒量？
高度？
运动快慢？
其他？
二、能量
能量无处不在
二、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。
二、能量
（一）势能
它们具有势能
球
思考分析：1.物体受力情况如何？2.各个力做功如何？
例题
例题.一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝37 °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阻＝100N。求力对物体所做的总功。
W拉＝FLcosθ＝FLcos37°
阻力做的功
W阻＝F阻L cos180°＝－ F阻L
2.如下图，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法中正确的是( )A．重力对人做负功 B．摩擦力对人做正功C．支持力对人做正功 D．合力对人做功为零
ACD
练习
一、功的概念：力和物体在力的方向上发生的位移。二、功的计算：W=Flcosα 功的国际单位：焦耳。功是标量三、正功与负功四、总功的求法：（1）（2）
W合= F合 L cos
W总=W1+W2+W3+••••••
归纳总结
1、功的定义：物体受力的作用，并沿力的方向发生一段位移，称力对物体做了功。
思考 2
如果起重机提着货物静止不动，拉力对货物是否做功了？
如果提着货物水平运动，拉力是否做功了？
一、功的概念
陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是否做功了？
火车在平直轨道上运动，铁轨对火车的支持力和火车的重力做不做功？