高中物理追求守恒量课件必修2追寻守恒量新人教.ppt

第五章机械能及其守恒定律 1 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 问题三 如图所示为液压机的工作原理图 1 使用液压机为什么能够省力 分析探究 守恒量 作用 结论1 2 为什么使用液压机能够省力却不省距离 分析探究 守恒量 作用 结论2 综合结论1和2可得 即 压强 帕斯卡定律 建立等量关系 力的大小与活塞横截面积成正比 液体体积 建立等量关系 活塞移动的距离与横截面积成反比 注意该式 它可能是一个新的守恒量 加在密闭液体任一部分的压强 必然按其原来的大小 由液体向各个方向传递 举例说明追寻守恒量及其意义 追寻守恒量的可行性 追寻守恒量的重要性 伽利略理想实验 等高 小球 记得 原来的高度 问题四 在伽利略的斜面理想实验中 是否存在守恒量 观察 伽利略理想斜面实验 斜面均光滑 试用所学知识证明 在a斜面上 a gsin x h sin v2 2a 在b斜面上 a gsin x h sin 0 v2 2a v2 2a h h 证明 小球的运动有什么特点 小球高度降低的同时 速度在增加 高度升高的同时 速度在减小 思考 小球运动中 有无守恒量 即有没哪个物理量保持不变 此消彼长 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 说明 能量与物体的运动相对应 是对物体不同运动形式的统一的量度 不同的运动形式对应不同的能量 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 物体由于运动而具有的能 叫做动能 在伽利略斜面实验中 势能和动能是怎样转化的 分析 做自由落体的小球的势能和动能如何转换 改成竖直上抛呢 思考 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