《能的转化与守恒》PPT课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,章 能的转化与守恒,第,3,节 能量守恒定律,22,号,叶春花（龙海一中）,物理必修二,复习：,1,、本章我们学习了哪几种形式的能？,动能、重力势能和弹性势能,2,、动能和势能如何表示？,E,弹,k l,2,1,2,一、机械能,1,、概念：,动能、重力势能和弹性势能的统称。,总机械能为动能和势能之和。,2,、表达式：,2,、机械能是标量，具有相对性：,先选取参考平面和参考系才能确定机械能,。（一般选地面为参考系）,例一：,物体质量,m=2kg,在距地面,10m,高处，以,10m/s,的水平速度飞行，求它的总机械能为多少？,极限运动蹦极,2008,奥运蹦床冠军何雯娜,二、机械能之间可以互相转化,1,、重力势能和动能之间可以互相转化,2,、弹性势能和动能之间可以互相转化,3,、重力势能和弹性势能之间可以互相转化,讨论：请同学们再各举一实例,演示实验一：,小球摆动实验,试分析：,1,、小球受哪些力的作用？,2,、哪些力对小球做功？,3,、能量如何转化？,思考：小球能否到达最高点？,本实验借助,实验目的,验证机械能守恒定律,自由落体运动,实验原理,2,A,2,B,2,1,2,1,mv,mv,mg,h,-,=,？,要证明上式是否成立，需要测量哪些物理量？,如何测量这些物理量？,测量这些物理量，需要哪些器材？,实验器材,重物、打点计时器、纸带、交流电源、铁架台、夹子、毫米刻度尺,实验步骤与操作,1,、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？,我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。,实验步骤与操作,2,、安装打点计时器时，应注意什么问题？,计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。,3,、这样做的目的是什么,?,减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算。,实验步骤与操作,4,、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？,先通电源，再释放纸带,5,、释放纸带时应注意什么问题？,释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。,按如下实验步骤进行实验,按照课本所示装置安装打点计时器,将纸带穿过计时器，下端与重物相连,接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带,及时切断电源，取下纸带，标上纸带号,更换纸带，重复以上步骤,整理器材，使器材复位,实验步骤与操作,数据处理,讨论：如何选取纸带上的,两点,作为我们研究过程的起点和终点？,终点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数,4,6,个点当起点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度,h,）测量的误差。,数据处理,7,1,13,我们可以选取,7,、,13,两点，比较它们的机械能,E,7,和,E,13,以点,13,为,0,势能参考点，则有：,E,K7,mgh,E,K13,验证,：,计时器打下的第一个点作为起始点，适当大距离后选一个点作终点,V,h,数据处理,注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰，且是放手时打下的第一个点。,数据处理,M,kg,h,m,V,A,m/s,V,B,m/s,势能减少量,mg,h(J),动能增加量,E,K,(J),1,2,3,4,通过本实验，我们可以得到的结论是：,误差分析,因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量,辨析,计算物体的速度，可有三种方法,第,1,种方法,是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用,第,2,种方法,认为加速度为,g,，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于,g,，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用,设物体在下落过程中只受重力作用。,由动能定理，得：,三、机械能守恒定律,1,、推导：,小球以初速度,v,0,压缩弹簧,接触面光滑,.,小球在压缩过程中，动能减小，弹簧发生形变，势能增加此过程中只有弹簧的弹力做功，系统（小球和弹簧）的机械能保持不变,思考：小球的机械能变化如何,？,2,、机械能守恒定律,表达式：,在只有重力和弹力做功的系统内，系统的动能和势能发生互相转化，但总机械能保持不变。,3,、机械能守恒定律成立的条件：,(1),系统内，只有重力和弹簧弹力做功。（除重力和弹簧弹力以外的力不做功或做功的代数和为零）,(2),系统内，只有动能和势能的相互转化，并且转化量相等,1,、在下列实例中运动的物体，不计空气阻力，机械能不守恒的是：,A、,起重机吊起物体匀速上升；,B、,物体做平抛运动；,C、,圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动；,D,、一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物在竖直方向上做上下振动（以物体和弹簧为研究对象）。,A,2,、下列关于机械能守恒的说法中正确的是：,A,、物体做匀速直线运动，它的机械能一定守,B,、物体所受的合力的功为零，它的机械能一定恒,C,、物体所受的合力于零，它的机械能可能守恒,D,、物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒,C,例二,:,把质量为,m,的石头从,h,高的山崖上以,角,向斜上方抛出，抛出时的初速度,v,0,，求石头落地时的速度,v,t,是多大？（不计空气阻力）,解：由机械能守恒可得,例三：,用细线连接一个小球，绳长,L,，最大偏角,。求小球到最低点的速度？,1820,年 奥斯特发现电流的磁效应电与磁的关系,四、能量守恒定律,1821,年 德国物理学家塞贝克发现温差电现象热和电的联系,1831,年 法拉第发现电磁感应现象,电和磁的联系,1840,年 焦耳发现电流的热效应,(,电和热的联系,)1843,年 焦耳测定了热功当量的数值力和热的联系,1842,年 德国医生与物理学家迈尔表述了能量守恒定律,1847,年 亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律,能量守恒定律的内容,能量既,不会消灭,，也,不会创生,，它只会从一种形式,转化,为其他形式，或者从一个物体,转移,到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的,总量保持不变,。这就是能量守恒定律。,确定能量守恒成立的两类重要事实依据：,1,、永动机的不可能性,2,、各种自然现象之间的相互联系,永动机：不需要任何外界动力而持续对外做功的机器,永动机,永动机是一种不可能实现的、空想的动力机械。很早就有人妄图在,没有外界能源或只有单一热源的情况下，能够连续不断地从这种机械得到有用的功。,几个世纪过去了，不少人努力于此道，他们颇有创造才能，也付出了大量劳动，可就是从未取得成功，既没有取得有用的功，也经不起科学的审查。,奥恩库尔的永动机模型,阿基米德螺旋永动机,16,世纪,70,年代，欧洲大旱，有人试图设计一种水力机械，少用水或让水自动循环来达到水轮机的目的。它是用一个,阿基米德螺旋汲水器,把水从蓄水池里汲到上面的水槽里，让它冲击水轮使之转动，轮子在带动水磨的同时，又通过一组齿轮带动螺旋汲水器把水重新提到水槽里去。这样，整台机械就可以永不停息地运转下去。这样的设计当然也必然以失败告终。因为即使没有摩擦力，从水槽中流下的水的冲力,也不足以既带动水磨工作,又带动汲水器把全部流下的水重新汲回到原来的高度。,练习,1,下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是（）,A,某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能增加,B,某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加,C,不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器,永动机是不可能的,D,石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了,课堂小结,1,、机械能,2,、机械能守恒定律,概 念,表达式：,机械能是标量，具有相对性,机械能之间可以互相转化,定律内容,表达式,机械能守恒定律成立的条件,:,只有重力和弹簧弹力做功,.,3,、能量守恒定律,