追寻守恒量能量ppt课件

第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律7.17.1追寻追寻追寻追寻守恒量守恒量守恒量守恒量能量能量能量能量第七章 机械能守恒定律7.1追寻守恒量能量用用弹簧测力计挂一个重弹簧测力计挂一个重10N的金属块，使的金属块，使金属块部分浸入台秤上的水杯中（水不溢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出），当系统静止时弹簧测力计的示数为6N，则，则台秤示台秤示数与金属块不数与金属块不浸入浸入相比（相比（）A、保持不变、保持不变 B、增加、增加10N C、增加、增加6N D、增加、增加4N一、导入新课一、导入新课一、导入新课解法二解法二金属金属块重块重10N是个定值，弹簧测力计平衡是个定值，弹簧测力计平衡掉其中掉其中6N，则剩下，则剩下4N最终必定由台秤承最终必定由台秤承担，所以选择担，所以选择D选项。选项。解法一解法一对对金属块受力分析，求得水对物体的浮力为金属块受力分析，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，根据牛顿第三定律，金属块对水的反作用力为作用力为4N;对对水杯和水组成的系统受力分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析，求得台秤对水杯的作用力将增加4N，所以选项所以选项D正确。正确。解法二解法一解法二表面上看来没有解法一严谨，但实际上却解法二表面上看来没有解法一严谨，但实际上却体现了体现了“守恒量守恒量”的深刻思想。的深刻思想。导入新课导入新课解法二表面上看来没有解法一严谨，但实际上却体现了“守恒量”的在现实生活中蕴涵着普遍的在现实生活中蕴涵着普遍的“不变不变”的思想的思想在不变中又蕴涵了什么呢？在不变中又蕴涵了什么呢？导入新课导入新课在现实生活中蕴涵着普遍的“不变”的思想在不变中又蕴涵了什么呢物理学物理学的任务是的任务是发现普遍发现普遍的自然规律。因为这样的规的自然规律。因为这样的规律的最律的最简单的简单的形式之一表现为某种物理量的不变，形式之一表现为某种物理量的不变，所所以对于以对于守恒量的寻求是合理的，而且也是守恒量的寻求是合理的，而且也是极为重要极为重要的的研究方向。研究方向。物理学家劳厄说：物理学家劳厄说：“追寻守恒量追寻守恒量”导入新课导入新课物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形物理学家费恩曼说：物理学家费恩曼说：有一个事实，如果你愿意有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，也可以说一条定律，支配着至今所支配着至今所知的知的自然现象自然现象 这这条定律称做能条定律称做能量守恒定律量守恒定律。它。它指出有某一个量，我们把它称为指出有某一个量，我们把它称为能量，能量，他在他在自然界经历的多种多样的变化中它不自然界经历的多种多样的变化中它不变化变化。那。那是一个最抽象的概念是一个最抽象的概念 导入新课导入新课物理学家费恩曼说：导一一、伽利略斜面实验伽利略斜面实验一、伽利略斜面实验伽利略理想斜面实伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）验（斜面均光滑）ABhh在伽利略的斜面理想实验中，是否存在守恒量在伽利略的斜面理想实验中，是否存在守恒量？一、一、伽利略斜面实验伽利略斜面实验伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）ABhh在伽利略的斜面理想实ABhh1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另、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？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？、这些过程各有什么特点？1、小球经历了先、小球经历了先加速加速后后减速减速的过程的过程2、在、在加速加速过程中，小球速度过程中，小球速度增大增大，位置高度，位置高度减小减小；在在减速减速过程过程中，小球中，小球速度速度减小减小，位置高度，位置高度增大增大一、一、伽利略斜面实验伽利略斜面实验ABhh1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一伽利略伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量有某一量是守恒的是守恒的”，这个量叫做，这个量叫做能量能量或或能能。在伽利略的斜面理想实验中，存在什么样的守恒量？在伽利略的斜面理想实验中，存在什么样的守恒量？高度？高度？运动快慢？运动快慢？其他？其他？二、能量二、能量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”，能量无处不在能量无处不在二、能量二、能量能量无处不在二、能量几种常见的能量形式几种常见的能量形式几种常见的能量形式几种常见的能量形式相互作用的物体相互作用的物体凭借其位置而具凭借其位置而具有的能，叫做有的能，叫做势势能。能。二、能量二、能量（一）势能（一）势能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，叫做势它们具有它们具有势能势能球球杠铃杠铃被弹高的人被弹高的人二、能量二、能量（一）势能（一）势能它们具有势能球杠铃被弹高的人二、能量（一）势能物体由于运动而物体由于运动而具有的能，叫做具有的能，叫做动能动能。二、能量二、能量（二）动能（二）动能物体由于运动而具有的能，叫做动能。二、能量（二）动能飞驰的足球具有飞驰的足球具有动能动能二、能量二、能量（二）动能（二）动能飞驰的足球具有动能二、能量（二）动能在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?ABhh二、能量二、能量在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?ABhh二、能量ABhh分析伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）分析伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）下滚过程下滚过程上滚过程上滚过程高度（势能）高度（势能）速度（动能）速度（动能）逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐减小逐渐减小二、能量二、能量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（三）动能（三）动能与重力势能的相互转化与重力势能的相互转化二、能量二、能量（三）动能与重力势能的相互转化二、能量游游乐乐园园海海盗盗船船二、能量二、能量游乐园海盗船二、能量1.下列实例中下列实例中,动能转化为势能的是动能转化为势能的是()A.竖直上抛的正在上升的小球竖直上抛的正在上升的小球B.上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶.C.从高处下落的石块从高处下落的石块D.从斜槽上滚下的小球从斜槽上滚下的小球A解析：解析：B、C、D中均为势能转化为动能中均为势能转化为动能 A中为重力势能转化为小球的动能中为重力势能转化为小球的动能课堂练习课堂练习1.下列实例中,动能转化为势能的是()A解析2关于伽利略的斜面实验关于伽利略的斜面实验,以下说法正确的（以下说法正确的（）A无论斜面是否光滑无论斜面是否光滑,小球滚上的高度一定与释放小球滚上的高度一定与释放的高度相同的高度相同.B实际上实际上,小球滚上的高度会比释放的高度要小一些小球滚上的高度会比释放的高度要小一些.C只有在斜面绝对光滑的理想条件下只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高小球滚上的高度才与释放的高度相同度才与释放的高度相同.D伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运动过程中伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运动过程中存在某个守恒量存在某个守恒量.学.科.网.BCD课堂练习课堂练习2关于伽利略的斜面实验,以下说法正确的（）.学.科3.关于能量概念的说法正确的是关于能量概念的说法正确的是 ()A能量的概念是牛顿首先提出的一个力学概念能量的概念是牛顿首先提出的一个力学概念.B能量的概念是伽利略提出的能量的概念是伽利略提出的,并用斜面理想实验来并用斜面理想实验来验证能量的存在验证能量的存在.C人们从伽利略的斜面实验得到启发人们从伽利略的斜面实验得到启发,认识到引入能认识到引入能量概念的重要性量概念的重要性.D以上说法都不正确以上说法都不正确.学.科.网.C课堂练习课堂练习3.关于能量概念的说法正确的是 ().学.科.网第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律7.2 7.2 功功第七章 机械能守恒定律7.2 功力和运动的角度力和运动的角度能量的角度能量的角度能量之间如何能量之间如何转化转化,又如何定量地又如何定量地量度量度?牛顿运动定律牛顿运动定律直线运动直线运动曲线运动曲线运动万有引力万有引力力和运动的角度能量的角度能量之间如何转化,又如何定量地量度?重力势能增大重力势能增大动能增大动能增大弹性势能增大弹性势能增大FFFxxx力力?功！功！若物体在力的作用若物体在力的作用下下能量发生了变化能量发生了变化，则这个力一定对物则这个力一定对物体体做了功做了功。重力势能增大动能增大弹性势能增大做功的因素是什么？FFFxx思考思考1:有无做功有无做功纹丝不动!匀速真辛苦匀速前进一、功的概念思考1:有无做功纹丝不动!匀速真辛苦匀速前进一、功的概念一、功的概念一、功的概念2、功的两个因素：（1）力 （2）沿力的方向发生位移1、功的定义：物体受力的作用，并沿力的方向发生一段位移，称力对物体做了功。一、功的概念2、功的两个因素：1、功的定义：物体受力的作用，思考 2 如果起重机提着货物静止如果起重机提着货物静止不动，拉力对货物是否做不动，拉力对货物是否做功了？功了？如果提着货物水平如果提着货物水平运动，拉力是否做运动，拉力是否做功了？功了？一、功的概念思考 2 如果起重机提着货物静止不动，拉力对货物是否做功了陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是否做功了？火车在平直轨道上运动，铁轨对火车的支持力和火车的重力做不做功？一、功的概念陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是FFL在光滑的水平地面上，物体M在水平力F的作用下发生了一段位移L。问题1、物体受力情况和各力的做功情况如何？问题2、力F做了多少功？二、功的计算FFL在光滑的水平地面上，物体M在水平力F的作用下发生了一段FFL在物理学中，如果力的方向与物体运动的方向相同，功就等于力的大小与位移大小的乘积。WF L力的大小位移的大小力F对物体做的功1.力的方向与物体运动的方向相同时二、功的计算FFL在物理学中，如果力的方向与物体运动的方向相同，功就等于LFFFFF根据力的等效性原理,可把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。W1=F1L=FLcosW2=0W=W1+W2W=FLcosF2F1 思考3：当拉力与水平方向的夹角为时，此时拉力F做的功应该是多少呢？二、功的计算LFFFFF根据力的等效性原理,W1=F1L=FLc若将位移L分解,结果如何?FLL1L290。L1=LcosL2=LsinW1=FL1=FLcosW2=0W=FLcos二、功的计算若将位移L分解,结果如何?FLL1L290。L1=LcosWF L cos力F对物体做的功力的大小位移的大小力与位移的方向的夹角2.力的方向与物体运动的方向成一夹角时，功的定义式为：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。二、功的计算WF L cos力F对物体做的功力的大小位移的大小力与位 功是一个标量。在国际单位制中单位是焦耳，简称焦，符号是J。1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。1J=1N1m=1NmWF Lcos二、功的计算 功是一个标量。在国际单位制中单位是焦耳，简称焦，符号是J。对功的公式的理解对功的公式的理解1.公式只能用于求公式只能用于求恒力恒力的功，如果力是变力，的功，如果力是变力，无论力的大小变化，还是力的方向变化，都无论力的大小变化，还是力的方向变化，都不能直接用该公式求解；不能直接用该公式求解；2.角是角是“力的方向和位移方向的夹角力的方向和位移方向的夹角”，而不，而不是题目中的某一个以是题目中的某一个以命名的角；命名的角；二、功的计算对功的公式的理解1.公式只能用于求恒力的功，如果力是变力，无辨认力的方向与位移方向的夹角450FL甲答案：450450FL乙答案：1350二、功的计算辨认力的方向与位移方向的夹角450FL甲答案：450450F辨认力的方向与位移方向的夹角450FL丙答案：450450FL丁答案：1350 方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。二、功的计算辨认力的方向与位移方向的夹角450FL丙答案：450450F两者做功效果相同吗？二、功的计算两者做功效果相同吗？二、功的计算WF L cos某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。时，cos0，W0力对物体做正功 时，cos0，W0力对物体做负功 时，cos=0，W=0力对物体不做功三、正功与负功WF L cos某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力vFNGF阻F功是标量，没有方向正功说明此力为动力负功说明此力为阻力功的正负不是数量上的正与负，既不能说“正功和负功方向相反”也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果。三、正功与负功vFNGF阻F功是标量，没有方向正功说明此力为动力负功说明一个质量一个质量m150kg的雪撬，受到与水平方向成的雪撬，受到与水平方向成37 角斜向上方的拉力角斜向上方的拉力F500N，在水平地，在水平地面上移动的距离面上移动的距离L5m。物体与地面间的滑动。物体与地面间的滑动摩擦力摩擦力F阻阻100N。求力对物体所做的总功。求力对物体所做的总功。思考分析思考分析：1.物体受力情况如何？物体受力情况如何？2.各个力做功如何？各个力做功如何？例题例题一个质量m150kg的雪撬，受到与水平方向成思考分析：例题例题例题.一个质量一个质量m150kg的雪撬，受到与水平方向成的雪撬，受到与水平方向成37 角斜向上方的拉力角斜向上方的拉力F500N，在水平地面上移动的距，在水平地面上移动的距离离L=5m。物体与地面间的滑动摩擦力。物体与地面间的滑动摩擦力F阻阻100N。求力。求力对物体所做的总功。对物体所做的总功。vFFNGF阻阻W拉FLcosFLcos37阻力做的功 W阻F阻L cos180 F阻L代入数据，得 W合1500 JW合W拉W阻FL cos37F阻L力做的总功拉力F做的功解：重力和支持力与运动方向垂直，对物体不做功例题.一个质量m150kg的雪撬，受到与水平方向成37例题.一个质量m150kg的雪撬，受到与水平方向成37 角斜向上方的拉力F500N，在水平地面上移动的距离L5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻100N。求力对物体所做的总功。思考分析：1.物体受力情况如何？2.物体所受合力是多少？3.合力做功多少？还有其他还有其他方法吗？方法吗？例题.一个质量m150kg的雪撬，受到与水平方向成思考分析vFFNGF阻阻F1Fcos代入数据，得代入数据，得 W合合1500 JW合合F合合 L cos0（Fcos F阻阻）L力对雪橇做的总功力对雪橇做的总功F1F2F2FsinF合合F1 F阻阻 Fcos F阻阻例题例题一个质量一个质量m150kg的雪撬，受到与水平方向成的雪撬，受到与水平方向成37 角斜向上方的拉力角斜向上方的拉力F500N，在水平地面上移，在水平地面上移动的距离动的距离L5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力。雪橇与地面间的滑动摩擦力F阻阻100N。求力对雪橇做的总功。求力对雪橇做的总功。解：解：vFFNGF阻F1Fcos代入数据，得 W合1500指什么？四、总功的求法W总=W1+W2+W3+1、功是标量故合力的功（即总功）就等于各分力做功的代数和：W总=F合 Lcos 2、力是矢量故可以先求合力，再求合力做的功：指什么？四、总功的求法W总=W1+W2+W3+如图，已知物体质量m，斜面质量M，斜面倾角，物体与斜面间的动摩擦因数，物体与斜面保持相对静止。现使斜面在水平面上向左匀速直线运动，位移为x，求在位移x中：1）重力对物体所做的功2）斜面对物体的支持力所做的功3）斜面对物体的摩擦力所做的功4）物体的合力做的功练习练习练习练习 如图，已知物体质量m，斜面质量M，斜面倾角，物体与斜面间的解：解：解：解：GfN对物体受力分析如图所示对物体受力分析如图所示对物体受力分析如图所示对物体受力分析如图所示1)1)重力与物体运动方向垂直重力与物体运动方向垂直重力与物体运动方向垂直重力与物体运动方向垂直2)2)支持力所做的功支持力所做的功支持力所做的功支持力所做的功1.物体质量物体质量m，斜面质量，斜面质量M，斜面倾角，斜面倾角，动摩擦因数，动摩擦因数，物体与斜面保持相对静止。斜面向左匀速直线运动，位物体与斜面保持相对静止。斜面向左匀速直线运动，位移为移为x，求在位移，求在位移x中：中：1）重力对物体所做的功）重力对物体所做的功2）斜面对物体的支持力所做的功）斜面对物体的支持力所做的功解：GfN对物体受力分析如图所示1)重力与物体运动方向垂直2解：解：解：解：3 3）GfN摩擦力做的功摩擦力做的功摩擦力做的功摩擦力做的功4 4）合力做的功）合力做的功）合力做的功）合力做的功1.物体质量物体质量m，斜面质量，斜面质量M，斜面倾角，斜面倾角，动摩擦因数，动摩擦因数，物体与斜面保持相对静止。斜面向左匀速直线运动，位物体与斜面保持相对静止。斜面向左匀速直线运动，位移为移为x，求在位移，求在位移x中：中：3）斜面对物体的摩擦力所做的功）斜面对物体的摩擦力所做的功4）物体的合力做的功）物体的合力做的功解：3）GfN摩擦力做的功4）合力做的功1.物体质量m，斜面2.如下图，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上如下图，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法中正确的是匀速运动，下列说法中正确的是()A重力对人做负功重力对人做负功B摩擦力对人做正功摩擦力对人做正功C支持力对人做正功支持力对人做正功 D合力对人做功为零合力对人做功为零ACD练习练习练习练习 2.如下图，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说一、功的概念：力和物体在力的方向上发生的位移。一、功的概念：力和物体在力的方向上发生的位移。二、功的计算：二、功的计算：W=Flcos 功的国际单位：焦耳。功是标量功的国际单位：焦耳。功是标量三、正功与负功三、正功与负功四、总功的求法：四、总功的求法：（1）（2）W合=F合 L cos W总=W1+W2+W3+归纳总结一、功的概念：力和物体在力的方向上发生的位移。W合=F合