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第1节 追寻守恒量能量,情境导入：,两个同学下象棋,不小心棋盘被打翻了,发现棋子散了一地，于是一起收拾，发现一颗棋子找不到了,一位同学就找啊找,最终在房间的某个角落找到了,这一过程中，支持这位同学找下去的信念是什么?,物体不会凭空消失 ，也不会凭空产生，物质是守恒的,棋子的总个数是一定的，是守恒的。,问题思考：,1、任何人类活动能离开能量吗？,2、你学过或知道哪些形式的能量？,3、不同形式的能量间可以相互转化吗？,4、不同能量在转化时遵从什么规律？,伽利略理想实验,问题：我们看到怎样的现象呢？,伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）,小球好像“记得”自己起始的高度；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。,通过以上实验我们可以观察到斜面上的小球好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。,通过以上实验我们还可以观察到小球在运动中高度降低时速度却增大，速度降低时高度却增大，它们此消彼长，说明小球在运动过程中某种“东西”是不变的。,“记得”并不是物理学的语言，后来物理学家把这一事实说成是“某个量守恒”，并且把这个量叫做能量或能。,伽利略理想斜面实验中的能量,在伽利略斜面实验中，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，小球在斜面上运动而具有的能动能。,相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potential energy）。,弹性势能,重力势能,物体由于运动而具有的能量叫做动能（kinetic energy）。,机械能（mechanical energy）: 动能与势能的总和 。,它们具有势能,球,杠铃,被弹高的人,它们都具有动能,足球,汽车,火箭,想一想,用“能量的观点”描述伽利略斜面实验,小球移至斜面顶端时位置升高而具有重力势能，小球滚落时高度降低重力势能减小，而速度增大动能增加，滚落过程重力势能转化为动能；小球上升时速度减小动能减小，而高度增加重力势能增大，上升过程动能转化为重力势能，在能量转化过程中能量总量保持不变，因此小球总是上升到同一高度。,回顾,用“力的观点”描述伽利略斜面实验,为了提高小球，施加了与重力相反的力。,当释放小球时，重力使小球加速滚下斜面。,在斜面的底部，小球由于惯性而滚上斜面。,从“力”的角度分析伽利略斜面实验的运动过程，有何不足之处？,不能简洁地表达和解释一个重要的事实： 如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同的高度处，决不会更高一点，也决不会更低一点。 这说明某种“东西”在小球运动过程中是不变的，这个“东西”就是能量。,想一想,单摆中的小球,滚摆中的轮子,“有一个事实，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” 诺贝尔物理学奖获得者费恩曼,小资料,追寻守恒量有必要吗？,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式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量的寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。 -诺贝尔物理学奖获得者 劳 厄,物理学规律、甚至是普遍的自然规律，在结构上通常有两种最基本的形式，第一、形如“X=Y”而揭示因果关系的规律;第二、形如“X=X”而表现守恒特征的规律.,追寻守恒量的示范性案例,?H2 +O2 = ?H2 O,2H2 +O2 = 2H2 O,幼儿园,数的守恒,小学,体积守恒,初中,质量的守恒,高中,能量的守恒,成长阶梯,BCD,课堂练习,例1. 关于伽利略的斜面实验,以下说法正确的是 A.无论斜面是否光滑,小球滚上的高度一定与释放的高度相同. B.实际上,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,小球滚上的高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存在某个守恒量,例2:下图表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况,答案：化学能动能重力势能动能,课堂小结：,追寻守恒量能量,噢是这么回事啊！,问题思考：,1、任何人类活动能离开能量吗？,2、你学过或知道哪些形式的能量？,3、不同形式的能量间可以相互转化吗？,4、不同能量在转化时遵从什么规律？,塞翁失马，焉知祸福,有得必有失，有失必有得,人文科学中的守恒与大家共勉：,课外链接：,
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