高一物理能量守恒定律.ppt

2.1能量守恒定律 教学目标 知识与能力： （1）理解量守恒定律，能列举出量守恒定律的实 例； （2）理解“永动机”不能实现的原理。 （）让学生初步学会运用量守恒定律计算一些 简单的内能和机械能相互转化的问题。 （）量守恒定律是自然科学的基本定律之一， 应用量守恒的观点来分析物理现象、解决物理问 题是很重要的物理思维方法。 二、重点、难点分析 1重点内容是量守恒定律，强调量守恒定律是自 然科学中最基本定律。 学习运用量守恒原理计算一些物理习题。 2运用量守恒定律对具体的自然现象进行分析， 说明能是怎样转化的，对学生来说是有难度的。 三、教 具 幻灯、幻灯片，其内容是： 1反映电能、机械能、化学能与内能相互转化的 实例插图。 2反映自然界各种形式能相互转化的实例插图。 3历史上有人设计的“永动机”插图。 对与一个与自然界无任何联系的系统来说, 系统 内各种形式的能量是可以相互转换的，但是不论如何 转换，能量既不能产生，也不能消灭，这一结论叫做 能量守恒定律 . 教学过程 一 能量守恒定律 迈尔 焦耳 亥姆霍兹 1.定义 力对质点所作的功为力在质点位移方向的 分量与位移大小的乘积 . （功是标量，过程量） 二 功 B * *A 力的空间累积效应: ，动能定理.对 积累 合力的功 = 分力的功的代数和 变力的功 功的大小与参照系有关 功的单位 平均功率 瞬时功率 功率的单位 （瓦特） 下列各物理量中，与参照系有关的物理量 是哪些？ （不考虑相对论效应） 1）质量 2）动量 3）冲量 4）动能 5）势能 6） 功 讨 论 答：动量、动能、功 . A B 1） 重力作功 2 保守力作功的计算 2） 弹性力作功 3） 万有引力作功 以 为参考系， 的位置矢量为 . 对 的万有引力为 由 点移动到 点时 作功为 保守力: 力所作的功与路径无关，仅决定于相 互作用质点的始末相对位置 . 3 保守力和非保守力 重力功 弹力功 引力功 非保守力: 力所作的功与路径有关 .（例如摩擦力） 物体沿闭合路径运动 一周时, 保守力对它所作的功等于零 . 三 势能 势能 与物体间相互作用及相对位置有关的能量 . 保守力的功 弹性势能 引力势能 重力势能 弹力功 引力功 重力功 势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关 . 势能是状态函数 令 势能是属于系统的 . 讨论 势能计算 1 质点的动能定理 动能定理 合外力对质点所作的功, 等于质点动能的增量 . 功和动能都与 参考系有关；动能定理 仅适用于惯性系 . 注意 四 动能定理 功能原理 质点系的动能定理 质点系动能定理 内力可以改变质点系的动能注意 内力功外力功 对质点系，有 对第 个质点，有 机械能 质点系动能定理 非保守 力的功 质点系的功能原理 质点系机械能的增量等于 外力和非保守内力作功之和 . 2 功能原理 当时，有 功能原理 3 机械能守恒定律 机械能守恒定律 只有保守内力作功的情况下， 质点系的机械能保持不变 . 守恒定律的意义 不究过程细节而能对系统的状态下结论，这是 各个守恒定律的特点和优点 . 如图的系统，物体 A，B 置于光滑的桌面上， 物体 A 和 C, B 和 D 之间摩擦因数均不为零，首 先用外力沿水平方向相向推压 A 和 B， 使弹簧压 缩，后拆除外力， 则 A 和 B 弹开过程中， 对 A、 B、C、D 组成的系统 讨论 （A）动量守恒，机械能守恒 . （ B）动量不守恒，机械能守恒 . （C ）动量不守恒，机械能不守恒 . （D） 动量守恒，机械能不一定守恒 . D B C A D B C A 力矩的功 1 力矩作功 力的空间累积效应 力的功,动能,动能定理. 力矩的空间累积效应 力矩的功,转动动能,动能定理. 2 力矩的功率 五 刚体转动的动能定理 三 转动动能 四 刚体绕定轴转动的动能定理 合外力矩对绕定轴转动的刚体所作的功等于刚体 转动动能的增量 . 圆 锥 摆 子 弹 击 入 杆 以子弹和杆为系统 机械能不守恒 . 角动量守恒； 动量不守恒； 以子弹和沙袋为系统 动量守恒； 角动量守恒； 机械能不守恒 . 圆锥摆系统 动量不守恒； 角动量守恒； 机械能守恒 . 讨 论 子 弹 击 入 沙 袋 细 绳 质 量 不 计 例：一根质量为m，长为l的均匀细棒OA，可 绕通过其一端的光滑轴O在竖直平面内转动， 使棒从水平位置开始自由下摆，求细棒摆到竖 直位置进其中心点C和端点A的速度。 质质点运动动刚刚体定轴转动轴转动 速度角速度 加速度角加速度 力力矩 质量 m转动惯量 动量角动量 牛顿定律转动定律 质点运动与刚体定轴转动对照 质质点运动动刚刚体定