第七章機械能及其守恒定律 追尋守恒量

1、第七章 機械能及其守恒定律一追尋守恒量學習目標A級 (1)理解動能、勢能及能量的概念與意義。(2)了解守恒思想的重要性，守恒關(guān)系是自然界中十分重要的關(guān)系。B級 (3)通過具體的事例使同學們對守恒觀念有初步的認識。學習課時1課時要點導學A級1尋找規(guī)律的基本步驟(1)觀察和實驗觀察自然現(xiàn)象和實驗現(xiàn)象是物理學研究的基本方法，伽利略通過對小球運動現(xiàn)象的觀察和分析（如圖），得到牛頓第一定律的基本內(nèi)容：“如果斜面是光滑的，小球?qū)⒁恢毖厮街本€運動下去?！蓖瑫r得到：“無論斜面B比斜面A陡些或緩些，小球總會在斜面上的某點停下來，這點距斜面低端的豎直高度與它出發(fā)時的高度相同”的觀察結(jié)論。(2)推理和概括通過對觀

2、察結(jié)論的分析和概括，抓住主要矛盾，忽略次要因素或干擾因素，抽象出物理的本質(zhì)（規(guī)律性的東西），完成由感性向理性的上升。如圖所示實驗，如果忽略摩擦力這個干擾因素，可推斷出此過程中隱含這某種守恒量，此守恒量就是初中物理中接觸過的機械能（即動能和勢能的總和）。2關(guān)于“能量”的概念能量是一個抽象的物理概念，是物理學中研究問題的“工具”，書本并沒有對能量下嚴格的定義，而是將“記得”說成是一個守恒量，這個守恒量叫做能量。其原因是在本節(jié)教材中無法對能量下嚴格的定義，因此在此不要去追求能量的嚴格定義，隨著學習的深入會逐步得到準確的定義，但應(yīng)該看到物理學中的守恒量有著十分重要的功能。B級3勢能(1)物體憑借其_而

3、具有的能量叫做勢能（Poctential energy）(2)正確理解勢能的概念，必須理解位置的概念，物體（看作質(zhì)點）所處的位置是一個空間點，在一維空間（數(shù)軸）上用（x）表示，在二維空間（平面直角坐標系）中用（x、y）表示；在三維空間中用（x、y、z）表示。本處不討論勢能的大小到底有哪些因素決定，僅要知道勢能與位置有關(guān)，當位置改變時，勢能也隨之改變。(3)勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，在這種轉(zhuǎn)化時，勢能減少的同時，_在增加，勢能增加的同時，_在減少。4動能(1)物體由于_而具有的能量叫做動能（Kinetic energy）。(2)正確理解動能的概念，必須理解運動的相對性，即前面學過的參考系問題，由于

4、牛頓力學僅適用于_參考系，因此本處運動的參考系也是指_，沒有特殊說明，一般指地面參考系。本處不討論動能到底由什么因素決定，但要知道當物體的速度大小發(fā)生變化時，物體的動能也將發(fā)生變化。(3)動能可以和勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化，在這種轉(zhuǎn)化過程中，動能減少同時，_在增加，動能增加的同時，_在減少.問題思考以豎直上拋的小球為例說明小球的勢能和動能的轉(zhuǎn)化情況。在這個例子中是否存在著能的總量保持不變？范例精析例題：如圖所示，河道中的水在穩(wěn)恒地流淌（各處的水流速度不隨時間改變），設(shè)截面A1B1的面積為S1，流速與截面垂直，速度為V1；截面A2B2的面積為S2，速度為V2，通過觀察和分析，本題中位于A1B1A2B2區(qū)域中

5、的水的體積是否為一個守恒量？若是的話，你可以推斷出S1、S2、V1、V2滿足什么規(guī)律？解析 由于水不可壓縮，單位時間內(nèi)流入A1B1的水的體積應(yīng)等于流出A2B2面的體積，因此位于A1B1A2B2區(qū)域中的水的體積是一個守恒量?？疾旌芏痰臅r間t，流入A1B1的水的體積為V1=S1V1t，流出A2B2面的的水的體積V2=S2V2t，所以S1V1= S2V2，截面積越小的地方，水的流速越大。拓展 截面積和流速的乘積稱為流量（單位時間內(nèi)流過截面的液體的體積，單位為m3/s），通常用Q表示，即Q=SV。如果各處的流量不等，則水位就升高或降低，為非穩(wěn)恒流動。課后練習1.下列關(guān)于能量的說法中正確的是（ ）A.能量的概念是牛頓最早提出來的B.伽利略的斜面理想實驗體現(xiàn)出能量是守恒的C.能量有不同的表現(xiàn)形式，并可以相互轉(zhuǎn)化，但總量不變D.以上說法均不正確2.下列現(xiàn)象中，物體動能轉(zhuǎn)化為勢能的是（ ）A.秋千在最高處蕩向最低B.張開的弓把箭射出去C.騎自行車勻速駛向斜坡D.正在上升的禮花彈3.如果我們把相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能，把物體由于運動而具有的能量稱為動能，那么，伽利略的斜面實驗可以給我們一個啟示，下列關(guān)于真?zhèn)€啟示正確的是（ ）小球在斜面上運動時，小球離地面的高度減小，速度增加，小球的速度是由高度轉(zhuǎn)變而來的小球在斜面上運動時，小球離地面的高度增加，速度減小，小球的高度是由速度轉(zhuǎn)變而