高中物理 第七章第1节《追寻守恒量》课件 新人教版必修2.ppt

追寻守恒量 问题一 如图所示 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 则台秤的示数与金属块不浸入相比 a 保持不变b 增加10nc 增加6nd 增加4n 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 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 解法二表面上看来没有解法一严谨 但实际上却体现了 追寻守恒量 的深刻思想 问题二 如图所示 在一个盛满水的容器内放入一块冰 不考虑水的热膨胀 在冰的融解过程中 容器内的水会继续溢出吗 为什么 分析探究 当冰静止在水面时 由阿基米德定律可以推理出冰的质量等于冰排开的水的质量 而冰融解成水的前后质量不变 实际上就相当于冰在融解过程中将体积缩小成虚线以下部分的体积 所以水不会溢出 在这里 虽然冰发生了物态变化 但我们如果找到了变化中的守恒量 冰的质量 即冰块 从而很容易地推理出它们在体积上存在的置换关系 圆满地解决了所提出的问题 的质量等于 水块 的质量 注 阿基米德定律 浸入液体中的物体所受浮力的大小等于其排开液体所受重力的大小 f浮 m冰gf浮 m水g m冰g m水gm冰 m水 有一个事实 如果你愿意也可以说是一条定律 支配着至今所知的一切现象 这条定律就是能量守恒定律 它指出有某个量 我们把它称为能量 在自然界经历的多种多样的变化中它不变化 那是一个最抽象的概念1965年诺贝尔物理奖获得者理查德 费恩曼 观察 伽利略理想斜面实验 斜面均光滑 追寻守恒量 观察 追寻守恒量 高度 速度 追寻守恒量 能量 energy 势能 potentialenergy 动能 kineticenergy 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量 物体由于运动而具有的能量 关于小球运动过程的描述 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 可见 如果斜面是光滑的 当小球滑上另一个斜面的相同高度时 速度为零 小球好像 记得 自己起始的高度 然后重复前面的运动 现在我们将过程的物理过程抽象化 1 小球由加速过程过渡到减速过程 恢复到原来的高度2 加速过程与减速过程中与高度有关的一个物理量在变化的同时 一个与速度有关的物理量也在变化3 与高度有关的物理量的变化引起了另一个与速度有关的物理量的变化 问题四 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 势能 动能 动能与势能的和 结论 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 这个量叫能量 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能 物体由于运动而具有的能量叫做动能 追寻守恒量 势能 追寻守恒量 动能 请用动能和势能的概念来描述伽利略的斜面实验 能力提高 思考题 分别以竖直上抛的小球和单摆的摆球为例说明小球的势能和动能的转化情况 在这两个个例子中是否存在着能的总量保持不变 小结 一 伽利略斜面实验表明 有某一量是守恒的 这个量叫做能量 二 能量1 势能 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量 2 动能 物体由于运动而具有的能量 三 追寻守恒量 的意义1 可行性 物质在运动变化过程中存在守恒量 2