1、第七章 机械能守恒定律7.1追寻守恒量能量如图，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，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。M冰gF浮M水gF浮=M冰g F浮=M水gM冰g=M水g M冰=M水导入新课在这里，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M冰gF浮M水g学.科.网导入新课“有一个
2、事实，如果你愿意，也可以说一条定律，支配着至今所知的一切自然现象这条定律称做能量守恒定律。它指出某一个量，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”导入新课理查德菲利普费曼（19181988)美国著名理论物理学家，65年获得诺贝尔物理学奖.导入新课 能量无处不在 一、伽利略斜面实验 伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）ABhh一、伽利略斜面实验探究一 小球是否到达等高处？试用所学知识证明在A斜面上：agsin x v2/2ah x sinv2/2gABhh在B斜面上：agsin x（0v2）/2ah x sin=v2/2ghh探究一 小球是否到达等高处？一、伽
3、利略斜面实验小球“记得”原来的高度 二、伽利略斜面实验 小球的运动有什么特点？高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同时，速度在减小。小球运动中，有无守恒量（即有没哪个物理量保持不变）？一、伽利略斜面实验 此消彼长 探究二 如何根据“速度”与“高度”的关系，将斜 面实验的运动过程抽象化？小球由加速过程过渡到减速过程，恢复到原来的高度；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；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。一、伽利略斜面实验 单摆的记忆 通过实验可以观察到斜面上的小球、单摆中的小球好像“记得”自己起始的高度（或与高度相
4、关的某个量）。一、伽利略斜面实验 探究三 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？其他？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。二、势能和动能 1.能量的概念：很难给能的概念下一个简单的一般定义，荷兰物理学家HA克拉默说过：“在物理科学中，最重要和最富有的成果的是那些不可能给予确切意义的概念”2.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。3.“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一，但是在牛顿之前，我们就能发现它的萌芽。（伽利略理想斜面实验）几点说明二、势能和动能在伽利略斜面实验中，
5、将小球提高到起始点的高度时，小球被赋予一种形式的能量势能。ABhv0=0二、势能和动能相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potential energy）。1.势能二、势能和动能 物体由于运动而具有的能量叫做动能（kinetic energy）zxxk二、势能和动能 2.动能 二、势能和动能2.动能在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?ABhh二、势能和动能ABhh分析伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）下滚过程 上滚过程 高度（势能）速度（动能）逐渐减小 逐渐增大 逐渐增大 逐渐减小 二、势能和动能 滚摆中的能量转化3.动能与重力势能的相互转化二、势能和动能跳水过程中的能量转化
6、 二、势能和动能 做自由落体的小球的势能和动能如何转换？如果竖直上抛呢？思考 二、势能和动能 1.可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。2.重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。三、“追寻守恒量”的意义一、伽利略斜面实验二、势能和动能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。3.动能与重力势能的相互转化三、“追寻守恒量”的意义1.可行性2.重要性小 结举出生活中的一个例子，说明不同形式的能量之间可 以互相转化 例：游乐园中的海盗船，如果没有摩擦力和空气阻力，船在摇摆时都能达到一定的高度这说明实际生活中的问题理想化后，确实存在着某一物理量是不变的 海盗船的动能和势能相互转化 练习