7.1追寻守恒量 能量 —2020-2021学年人教版高中物理必修二课件

7.1 追寻守恒量——能量 人教版 高中物理必修二 第七章机械能守恒定律 一、对伽利略的斜面实验的认识 诺贝尔物理学奖获得者费恩曼抒说:“有一个事实,如果你愿意,也可说一条定律,支配着至今所知的一切自然现象……这条定律称作能量守恒定律。它指出有某一个量,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……” 一、对伽利略的斜面实验的认识 1.在研究运动和力的关系时,伽利略曾用“理想斜面实验”说明小球在不受摩擦力等阻力的理想条件下,小球将在水平面上永远运动下去,他的依据是什么? 解答:伽利略的“理想斜面实验”装置如图所示,他认为:如果一切接触面都是光滑的,一个小球从斜面的某一高度A处静止滚下,由于只受重力,没有阻力产生能量损耗,那么它必定到达另一斜面的同一高度C,如果把斜面放平缓一些,也会出现 同样的情况,如D、E的高度,如果斜面变成水平面,则小球找不到 同样的高度而会一直保持一种运动状态,永不停止地运动下去。 伽利略以事实为基础,以实验为依据,抓住主要因素,忽略次要因 素,科学合理地推断出在不受摩擦力等阻力的理想条件下,小球 将在水平面上永远运动下去。 一、对伽利略的斜面实验的认识 2.如图所示,小球从斜面A上距地面高度为h处静止释放,又滚上斜面B。若地面和斜面都是光滑的,设两个光滑斜面的倾角分别为θ1和θ2。 (1)试用我们学过的知识,通过定量计算分析说明小球到达另一个斜面的高度和第一个斜面的高度是相同的。 解答:(1)小球做匀加速运动的加速度a1=gsinθ1在第一个斜面上匀加速运动的距离 ,其中v为到达斜面底端时的速度。小球在另一个斜面上做匀减速运动的加速度a2=-gsin θ2 设小球到达另一个斜面的高度为h',则小球在另一个斜面上匀减速运动的距离 由以上四式解得,小球到达另一个斜面的高度h'=h。 一、对伽利略的斜面实验的认识 (2)如果两个斜面是曲面的话,小球还能上升到原来的高度吗?你还能用上面的方法定量计算吗? 解答:小球上升的最大高度仍是h。由于斜面是曲线,小球做变加速曲线运动,因此无法用匀加速直线运动方法定量计算。 (3)阅读教材相关内容,回答以下问题。 ①伽利略斜面实验所研究的问题中的“守恒量”叫作什么? 解答:①伽利略斜面实验表