高中物理第七章第1節(jié)《追尋守恒量》課件新人教版必修2.ppt

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1、追尋守恒量 問題一 如圖所示，用彈簧測力計掛一個重 10N的金屬塊，使金屬 塊部分浸入臺秤上的水杯中（水不溢出），當(dāng)系統(tǒng)靜止時彈簧測力 計的示數(shù)為 6N，則臺秤的示數(shù)與金屬塊不浸入相比 ( ) A、保持不變 B、增加 10N C、增加 6N D、增加 4N 解法一 對金屬塊受力分析，求得水對物體的浮力為 4N，根據(jù) 牛頓第三定律，金屬塊對水的反作用力為 4N; 對水杯和水組成的系統(tǒng)受力分析，求得臺秤對水杯的 作用力將增加 4N，所以選項 D正確。 解法二 金屬塊重 10N是個定值，彈簧測力計平衡掉其中 6N ， 則剩下 4N最終必

2、定由臺秤承擔(dān)，所以選擇 D選項。 解法二表面上看來沒有解法一嚴(yán)謹(jǐn)，但 實際上卻體現(xiàn)了 “ 追尋守恒量 ” 的深刻 思想。 問題二 如圖所示，在一個盛滿水的容器內(nèi)放入一塊冰。不考慮水的 熱膨脹，在冰的融解過程中，容器內(nèi)的水會繼續(xù)溢出嗎 ?為什么？ 分析探究 當(dāng)冰靜止在水面時，由阿基米德定律可以推理出 冰的質(zhì)量 等于冰排開的 水的質(zhì)量 。而冰融解成水的前 后 質(zhì)量不變 ，實際上就相當(dāng)于冰在融解過程中將體積 縮小成虛線以下部分的體積，所以水不會溢出。 在這里，雖然冰發(fā)生了物態(tài)變化，但 我們?nèi)绻业搅俗兓械?守恒量 冰 的質(zhì)量。 即冰塊 從而很容易地推理

3、出它們在體積上存 在的 置換關(guān)系 ，圓滿地解決了所提出的 問題 。 的質(zhì)量等于 “ 水塊 ” 的質(zhì)量 注：阿基米德定律：浸入液體中的物體所受浮力的 大小等于其排開液體所受重力的大小 。 M冰 g F浮 M水 g F浮 =M冰 g F浮 = M水 g M冰 g= M水 g M冰 = M水 有一個事實，如果你愿意也可 以說是一條定律，支配著至今所 知的一切現(xiàn)象 這條定律就是 能 量守恒定律 ，它指出有某個量， 我們把它稱為能量，在自然界經(jīng) 歷的多種多樣的變化中它不變化， 那是一個最抽象的概念 1965年諾貝爾物理獎獲得者理查德 費恩曼 觀 察 伽利略理想斜 面實

4、驗（斜面 均光滑） A B h h 觀 察 A B h h 下滾過程 上滾過程 高度 速度 “記得” 能量 （ energy） 勢能： （ potential energy） 動能： (kinetic energy) 相互作用的物體憑借其位置 而具有的能量 物體由于運動而具有的能量 A B h h 關(guān)于小球運動過程的描述 1、 小球從一個斜面的某一高度由靜止滑下，并運動到另一個斜面 的同一高度，經(jīng)歷了哪幾個運動過程？ 2、這些過程各有什么特點？ 可見，如果斜面是光滑的，當(dāng)小球滑上另一個斜面的相同高 度時，速度為零，小球好像“記得”自己起始

5、的高度，然后重復(fù) 前面的運動。 現(xiàn)在我們將過程的物理過程抽象化 1、 小球由加速過程過渡到減速過程，恢復(fù)到原來的高度 2、加速過程與減速過程中與高度有關(guān)的一個物理量在變化的同時， 一個與速度有關(guān)的物理量也在變化 3、與高度有關(guān)的物理量的變化引起了另一個與速度有關(guān)的物理量 的變化 問題四 在伽利略的斜面理想實驗中，存在什么樣的守恒量？ 高度？ 運動快慢？ 勢能？ 動能？ 動能與勢能的和？ 結(jié)論 伽利略斜面實驗表明： 小球在運動過程中，“有某一量是守恒的”，這個量叫 能量 。 相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做 勢能。 物體由于運動

6、而具有的能量叫做 動能 。 請用動能和勢能的概念 來描述伽利略的斜面實驗 能力提高 思考題 分別以豎直上拋的小球和單擺的擺球為例說明小球的勢能和 動能的轉(zhuǎn)化情況。在這兩個個例子中是否存在著能的總量保持不 變？ 小結(jié) 一、伽利略斜面實驗表明 “有某一量是守恒的”，這個量叫做能量。 二、能量 1、勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能 量。 2、動能：物體由于運動而具有的能量。 三、“追尋守恒量”的意義 1、可行性：物質(zhì)在運動變化過程中存在守恒量。 2、重要性：物質(zhì)在運動變化過程中都要滿足一定 的守恒定律。 練習(xí) 試列舉生活中的幾個例子，說明不同 形式的機(jī)械能可以相互轉(zhuǎn)化。在轉(zhuǎn)化 過程中能的總量是否保持不變？