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追寻守恒量—能量


第七章

机械能守恒定律

任城二中

第1节

追寻守恒量—能量

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.

单摆实验

单摆

本节课任务:

“追”——某个量 “寻”——某个守恒量
保持不变的量

怎么去追寻呢?
两个同学下象棋,不小心棋盘 被打翻了,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,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

?

守恒的特点: 过程中有变化,变化中有不变量

?

寻找守恒量的方法: 找出减少量和增加量,并探究它们之 间的关系

追寻守恒量的示范性案例

?H ?H2 O 2H2 +O2 = 2H

“记得”自己的初始位

O O

O

O



“记得”并不是物理学的语言
,物理学家把这一事实说成 是:某个量是守恒的。

猜 想 什 么 量 是 守 恒 的 ?

h

A

B

h ‘

伽利略理想斜 面实验(斜面 均光滑)

h

A

B

h ‘

小球的运动经历了几个过程?有什么特点? 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。

初 中 学 过 的 能 量 形 式

跟高度有关的物理量

相互作用的物 体凭借其位置 而具有的能, 叫做势能。
跟速度有关的物理量

物体由于运动 而具有的能, 叫做动能。

猜 想 什 么 量 是 守 恒 的 ?

h

A

B

h ‘

理 想 斜 面 实 验

动能和势能之和守恒,即 机械能守恒 机械能和内能之和守恒

实 际 斜 面 实 验

各种形式的能量
无处不在

各种能量之间能 相互转化吗?

例举生活中的能量转化的事例
? ? ?

放爆竹时,爆竹腾空飞起 冬天人们在阳光下取暖 反复弯折铁丝,铁丝发热

? 除了以上这些你还能举出一些例子

吗?

“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

小结
追寻守恒量——能量

讨论思考
? 虽然煤、石油、天然气资源有限,

但自然界中的能量在转化的过程中 也是守恒的,那么我们为什么还要 节约资源?

?

我们烧掉一块煤,它的能量虽然并没有消失, 但却经过转化随着二氧化碳和其他气体一起散 发到空间中去了。虽然燃烧过程中能量并没有 消失,但我们却再也不能把同一块煤重新烧一 次来做同样的功了。热力学第二定律解释了这 个现象。它告诉我们每当能量从一种状态转化 到另一种状态时,我们会“得到一定的惩罚” 。这个惩罚就是我们损失了能在将来用于做某 种功的一定能量。

人文科学中的守恒——与大家共勉

塞翁失马,焉知祸福
有得必有失,有失必有得

课后探究

实验使人们认识到能量概念的重要性, 我们又知道能量可以转化,也有大小, 那我们如何来量度它呢?(比如动能和 势能我们该如何来量度?) 势能和动能的转化又是怎么进行的呢? (长度可以用尺子 —— 多少米来量度, 质量可以天平 ——多少千克来来量度, 那么能量用什么来量度?)

?

?

能量守恒和转化定律的发现是19世纪自然科学 的三大发现之一 能量守恒定律至今仍然是力学乃至整个自然科 学的重要定律。不过它仍然会发展。

谢谢大家!
2014年3月



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