1、第一节追寻守恒量第一节追寻守恒量能量能量课课 前前导导 读读追寻守恒量追寻守恒量1伽利略斜面实验研究实验现象：让静止的小球沿伽利略斜面实验研究实验现象：让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没有摩擦时，一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没有摩擦时，hA_hB，如图所示，如图所示2能量概念能量概念(1)动能：物体由于动能：物体由于_而具有的能量而具有的能量(2)势能：相互作用的物体凭借其势能：相互作用的物体凭借其_而具有的能而具有的能量量(3)能的转化：在伽利略的理想斜面实验中，小球的势能能的转化：在伽利略的理想斜面实验中，小球的势能和动能可相互转化和动能可相互转化运动运动
2、位置位置问问 题题探探 究究问题一怎样理解问题一怎样理解“能量能量”？1物体具有能量就能够对外做功物体具有能量就能够对外做功流动的河水能够推动水轮机做功，高处的重锤落下能流动的河水能够推动水轮机做功，高处的重锤落下能够把木桩打入地里做功，被压缩了的弹簧能够把物体弹开够把木桩打入地里做功，被压缩了的弹簧能够把物体弹开做功，高温高压的气体膨胀时能够带动机器做功可见，做功，高温高压的气体膨胀时能够带动机器做功可见，“流动的河水流动的河水”、“高处的重锤高处的重锤”、“被压缩了的弹簧被压缩了的弹簧”、“高温高压的气体高温高压的气体”等都具有能量等都具有能量问问 题题探探 究究2能量的多样性能量的多样性
3、自然界中存在着各种不同的运动形式，不同的运动自然界中存在着各种不同的运动形式，不同的运动形式对应不同形式的能量如：机械运动对应着机械能，形式对应不同形式的能量如：机械运动对应着机械能，热运动对应着内能，电磁运动对应着电磁能，原子核内热运动对应着内能，电磁运动对应着电磁能，原子核内部的变化对应着原子能等部的变化对应着原子能等3能量是一个状态量，是标量，和物体所处的某一能量是一个状态量，是标量，和物体所处的某一状态对应状态对应问问 题题探探 究究名师提示名师提示：“能量能量”这一物理量与我们前面学习这一物理量与我们前面学习的的“力力”、“速度速度”等量不一样等量不一样“能量能量”的引入是的引入是在
4、物理学发展中追寻守恒量的一个重要事例在物理学发展中追寻守恒量的一个重要事例问问 题题探探 究究u尝试应用尝试应用1伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如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，小球必将准确地达果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地达到与它出发时相同高度的点，绝不会更高一点，也不会到与它出发时相同高度的点，绝不会更高一点，也不会更低一点这说明小球在运动过程中有更低一点这说明小球在运动过程中有“某个量某个量”是不是不变的，这个变的，这个“量量”应是应是()A力力B势能势能C速度速度 D能量能量问问 题题探探 究究 D答案：答案：解析：解析：
5、在伽利略的斜面实验中在伽利略的斜面实验中，小球从一小球从一个斜面到另一个斜面个斜面到另一个斜面，斜面弹力是不同的斜面弹力是不同的，势势能先减小后增大能先减小后增大，速度先增大后减小速度先增大后减小，所以选所以选项项A、B、C错误；不变的错误；不变的“量量”应是能量应是能量，包包括动能和势能括动能和势能，选项选项D正确正确知知 识识解解 惑惑问题二怎样认识动能和势能？问题二怎样认识动能和势能？能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一量度，不同的运动形式对应不同的能量式的统一量度，不同的运动形式对应不同的能量1势能：相互作用的物体凭借其位置而具有
6、的能势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能例如：地面附近的物体被提到一定的高度量叫做势能例如：地面附近的物体被提到一定的高度而具有的能量叫重力势能；拉伸、压缩的弹簧，拉开的而具有的能量叫重力势能；拉伸、压缩的弹簧，拉开的弓具有的能量叫弹性势能弓具有的能量叫弹性势能2动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能知知 识识解解 惑惑动能是一个状态量，动能的大小与物体的运动方向无动能是一个状态量，动能的大小与物体的运动方向无关，只与物体的质量和运动速度的大小有关例如：高速关，只与物体的质量和运动速度的大小有关例如：高速运动的炮弹具有很大的动能，可能穿透军舰
7、厚厚的钢板进运动的炮弹具有很大的动能，可能穿透军舰厚厚的钢板进入船体；运动的水流、气流入船体；运动的水流、气流(风风)可以推动叶轮转动而使发可以推动叶轮转动而使发电机发电电机发电不同的运动形式在相互转化的过程中对应的能量也在不同的运动形式在相互转化的过程中对应的能量也在不断地转化着，总的能量守恒意味着运动是守恒的能量不断地转化着，总的能量守恒意味着运动是守恒的能量守恒定律使人类对自然界有了本质的定量认识守恒定律使人类对自然界有了本质的定量认识知知 识识解解 惑惑3关于动能和重力势能的大小比较关于动能和重力势能的大小比较动能、势能都是标量，只有大小没有方向动能虽动能、势能都是标量，只有大小没有方
8、向动能虽然具有相对性，但动能不会为负值；势能具有相对性，然具有相对性，但动能不会为负值；势能具有相对性，对于选定的参考零势能面来说，任何物体在此处的势能对于选定的参考零势能面来说，任何物体在此处的势能都为零，在参考面以上，物体的势能为正，在参考面以都为零，在参考面以上，物体的势能为正，在参考面以下则为负下则为负知知 识识解解 惑惑 栏目链接栏目链接名师提示名师提示：两物体间有相互作用力两物体间有相互作用力，物体才会有物体才会有势能势能是与两物体的相对位置有关的能量势能势能是与两物体的相对位置有关的能量，又叫又叫位能位能动能是与运动速度有关的能量动能是与运动速度有关的能量，静止的物体动能静止的物
9、体动能为零为零，质量相同的物体速度越大质量相同的物体速度越大，动能越大动能越大问问 题题探探 究究u尝试应用尝试应用2在某灾区上空沿水平方向匀速飞行的一架飞机，在某灾区上空沿水平方向匀速飞行的一架飞机，正在向灾区空投救灾物资，在空投过程中，飞机正在向灾区空投救灾物资，在空投过程中，飞机(含飞含飞机上的物资机上的物资)的动能和重力势能变化情况是的动能和重力势能变化情况是()A动能、重力势能都在增加动能、重力势能都在增加B动能、重力势能都在减小动能、重力势能都在减小C动能减小，重力势能增大动能减小，重力势能增大D动能增大，重力势能减小动能增大，重力势能减小问问 题题探探 究究 B答案：答案：解析：
10、解析：飞机在水平方向上匀速飞行飞机在水平方向上匀速飞行，虽然速虽然速度和高度都没发生变化度和高度都没发生变化，但飞机正向灾区空投但飞机正向灾区空投救灾物资救灾物资，在这个过程中飞机整体的质量减小在这个过程中飞机整体的质量减小了了，所以所以A、C、D错错，B正确正确知知 识识解解 惑惑题型题型1 1 伽利略的理想斜面实验伽利略的理想斜面实验例例1(双选双选)关于伽利略的斜面实验，下列描述正确的关于伽利略的斜面实验，下列描述正确的是是()A伽利略斜面实验对于任意斜面都适用，都可以伽利略斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上上升到同样的高度使小球在另一个斜面上上升到同样的高度B只有斜
11、面光滑时，才有可能重复伽利略实验只有斜面光滑时，才有可能重复伽利略实验C在伽利略斜面实验中，只有在伽利略斜面实验中，只有B斜面斜面“坡度坡度”较缓较缓才有可能使小球上升到同样高度才有可能使小球上升到同样高度D设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使使B斜面变成水平，则可以使小球沿平面运动到无穷远处斜面变成水平，则可以使小球沿平面运动到无穷远处知知 识识解解 惑惑解析：解析：答案：答案：BD 在伽利略斜面实验中在伽利略斜面实验中，必须是阻力不计必须是阻力不计(斜面斜面光滑光滑)时时，小球才能在另一个斜面上上升到相同高度小球才能在另一个斜面上上升到相同高度
12、，而不管另一个斜面的倾角多大，所以，在而不管另一个斜面的倾角多大，所以，在A、B、C选选项中项中A、C错错，B项正确；当项正确；当B斜面的倾角减小到接近斜面的倾角减小到接近0时时，小球仍欲在斜面上上升到同样高度小球仍欲在斜面上上升到同样高度，所以所以D项项中设想是合理的中设想是合理的知知 识识解解 惑惑名师归纳名师归纳：伽利略的理想斜面实验虽然是想伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础之上但它是建立在可靠的事实基础之上的这类理想实验以可靠的事实为基础的这类理想实验以可靠的事实为基础，经过抽象经过抽象思维思维，抓住主要因素抓住主要因素，忽略次要因素忽略次要因
13、素，从而更深刻从而更深刻地揭示了自然规律采用理想实验说明问题是物理地揭示了自然规律采用理想实验说明问题是物理学的一种常用方法学的一种常用方法，理想实验在物理学的发展中起，理想实验在物理学的发展中起着重要的作用着重要的作用知知 识识解解 惑惑u变式应用变式应用1(双选双选)伽利略斜面实验中，小球从斜面伽利略斜面实验中，小球从斜面A上离斜面上离斜面底端高底端高h处滚下斜面，通过最低点继续滚上另一斜面处滚下斜面，通过最低点继续滚上另一斜面B，在，在小球运动的这一过程中，下列说法正确的是小球运动的这一过程中，下列说法正确的是()A小球在斜面小球在斜面A上运动时，离斜面底端的竖直高度上运动时，离斜面底端
14、的竖直高度越来越小，小球的运动速度越来越大越来越小，小球的运动速度越来越大B小球在斜面小球在斜面A上运动时，动能越来越小，势能越上运动时，动能越来越小，势能越来越大来越大C小球在斜面小球在斜面B上运动时，速度越来越大，离斜面上运动时，速度越来越大，离斜面底端的高度越来越小底端的高度越来越小知知 识识解解 惑惑答案：答案：ADD小球在斜面小球在斜面B上运动时，动能越来越小，上运动时，动能越来越小，势能越来越大势能越来越大知知 识识解解 惑惑题型题型2 2 用能量转化和守恒分析问题用能量转化和守恒分析问题例例2 2如图所示是伽利略为了寻找如图所示是伽利略为了寻找“运动中的守恒量运动中的守恒量”而设
15、计的另外一套实验装置，小球所受的阻力很小，可而设计的另外一套实验装置，小球所受的阻力很小，可以忽略不计大家动手做一做，会看到什么现象？能说以忽略不计大家动手做一做，会看到什么现象？能说明其中的能量变化情况吗？明其中的能量变化情况吗？知知 识识解解 惑惑解析：解析：将小球拉至一定高度由静止释放后将小球拉至一定高度由静止释放后，小球小球开始在竖直面内左右摆动开始在竖直面内左右摆动，每次上升的最大高度每次上升的最大高度不变小球高度降低时速度增大不变小球高度降低时速度增大，小球的势能转，小球的势能转化为动能；小球高度增加时速度减小化为动能；小球高度增加时速度减小小球的动小球的动能又转化为势能小球能达到
16、与起始点相同的高能又转化为势能小球能达到与起始点相同的高度度，说明在转化过程中说明在转化过程中，能的总量保持不变能的总量保持不变 小球在摆动时最大高度不变；动能和小球在摆动时最大高度不变；动能和势能相互转化，但能的总量保持不变势能相互转化，但能的总量保持不变答案：答案：知知 识识解解 惑惑名师归纳名师归纳：分析物体的能量变化情况时分析物体的能量变化情况时，首先要看物体在这一运动过程中具有哪些形式的首先要看物体在这一运动过程中具有哪些形式的能量能量，再根据各种能量分别由什么量决定再根据各种能量分别由什么量决定，然后然后讨论它们之间的转化关系同时要记住各种形式讨论它们之间的转化关系同时要记住各种形
17、式能量的总和一定守恒能量的总和一定守恒知知 识识解解 惑惑u变式应用变式应用2.“神舟七号神舟七号”载人飞船是中国神舟号飞船系列之一，载人飞船是中国神舟号飞船系列之一，是用是用“长征二号长征二号”F火箭发射升空的如图所示，火箭发射升空的如图所示，“神舟七神舟七号号”飞船进入太空后，首先在轨道倾角为飞船进入太空后，首先在轨道倾角为42.4、近地点高、近地点高度为度为200 km、远地点高度为、远地点高度为350 km的椭圆轨道上平稳运的椭圆轨道上平稳运行它在椭圆轨道上运行的过程中，动能和势能如何变化？行它在椭圆轨道上运行的过程中，动能和势能如何变化？(假设飞船在运行过程中机械能守恒假设飞船在运行过程中机械能守恒)知知 识识解解 惑惑解析：解析：答案：答案：飞船从远地点向近地点运动过程中飞船从远地点向近地点运动过程中，势能减势能减少少，又飞船运行过程中机械能守恒又飞船运行过程中机械能守恒，故飞船动能增加；故飞船动能增加；反之反之，飞船从近地点向远地点运动时飞船从近地点向远地点运动时，势能增加势能增加，动动能减少能减少见解析见解析
