第 七 章 機 械 能 守 恒 定 律第 一 節(jié) 追 尋 守 恒 量 有 一 個 事 實 ,如 果 你 愿 意 也 可 以 說 是一 條 定 律 ,支 配 著 至 今 所 知 的 一 切 現(xiàn)象 這 條 定 律 就 是 能 量 守 恒 定 律 ,它指 出 有 某 個 量 ,我 們 把 它 稱 為 能 量 ,在自 然 界 經(jīng) 歷 的 多 種 多 樣 的 變 化 中 它 不變 化 ,那 是 一 個 最 抽 象 的 概 念 然 而 正 是 這 個 最 抽 象 的 概 念 ， 卻 是物 理 學(xué) 中 最 重 要 、 意 義 也 最 深 遠(yuǎn) 的 概念 之 一 。 請 列 舉 生 活 中 能 量 轉(zhuǎn) 化 的 例 子 伽 利 略 理 想 實 驗 等 高 追 尋 守 恒 量 .swf 1、 小 球 從 一 個 斜 面 的 某 一 高 度 由 靜止 滑 下 ， 并 運 動 到 另 一 個 斜 面 的 同一 高 度 ， 經(jīng) 歷 了 哪 幾 個 運 動 過 程 ？2、 這 些 過 程 各 有 什 么 特 點 ？ 1、 小 球 經(jīng) 歷 了 先 加 速 后 減 速 的 過 程2、 在 加 速 過 程 中 ,小 球 速 度 增 大 ,位置 高 度 減 小 ;在 減 速 運 動 過 程 中 ，小 球 速 度 在 減 小 ， 但 位 置 高 度 在 增大 1、 下 滑 過 程 小 球 所 受 合 力 方 向 與 運動 方 向 一 致 ， 小 球 做 加 速 運 動 ， 直到 斜 面 底 端 ， 速 度 達(dá) 到 最 大2、 上 滑 過 程 小 球 所 受 合 力 方 向 與 運動 方 向 相 反 ， 小 球 做 減 速 運 動 ， 直到 速 度 為 零 可 見 ， 如 果 斜 面 是 光 滑 的 ， 當(dāng) 小球 滑 上 另 一 個 斜 面 的 相 同 高 度 時 ，速 度 為 零 ， 小 球 好 像 “ 記 得 ” 自 己起 始 的 高 度 ， 然 后 重 復(fù) 前 面 的 運 動 。 1、 小 球 由 加 速 過 程 過 渡 到 減 速 過 程 ，恢 復(fù) 到 原 來 的 高 度2、 加 速 過 程 與 減 速 過 程 中 與 高 度 有 關(guān)的 一 個 物 理 量 在 變 化 的 同 時 ， 一 個 與速 度 有 關(guān) 的 物 理 量 也 在 變 化3、 與 高 度 有 關(guān) 的 物 理 量 的 變 化 引 起 了另 一 個 與 速 度 有 關(guān) 的 物 理 量 的 變 化 伽 利 略 斜 面 實 驗 表 明 ： 小 球 在 運 動 過 程 中 ， “ 有 某 一 量 是守 恒 的 ” ， 這 個 量 叫 能 量 。 相 互 作 用 的 物 體 憑 借 其 位 置 而 具 有的 能 量 叫 做 勢 能 。 物 體 由 于 運 動 而 具 有 的 能 量 叫 做 動能 。 請 用 動 能 和 勢 能 的 概 念 來描 述 伽 利 略 的 斜 面 實 驗 伽 利 略 理 想 實 驗 等 高A B C 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 ？ 解 析 ： 運 動 員 沿 光 滑 斜 面 下 滑 ， 速 度 變 大 ，高 度 降 低 ， 故 其 動 能 越 來 越 大 ， 勢 能越 來 越 小 。 由 于 斜 面 光 滑 ， 沒 有 其 他 能 量 生 成 ， 因此 機 械 能 守 恒 。 請 注 意 ： 能 量 總 是 守 恒 的 ， 但 動 能 與勢 能 的 和 不 一 定 守 恒 ， 在 存 在 摩 擦 力的 情 況 下 ， 機 械 能 （ 動 能 與 勢 力 的 和 ）不 守 恒 ， 例 如 木 箱 沿 斜 面 勻 速 下 滑 過程 中 ， 存 在 摩 擦 生 熱 現(xiàn) 象 ， 總 能 量 是守 恒 的 ， 但 機 械 能 不 守 恒 。 分 析 :彈 簧 被 壓 縮 ,貯 存 了 能 量 （ 彈 性 勢能 ） ,然 后 又 逐 漸 轉(zhuǎn) 化 為 小 球 的 動 能 ，當(dāng) 彈 簧 恢 復(fù) 到 原 長 時 ,勢 能 為 零 ,球 的 動能 最 大 ,在 彈 簧 伸 長 過 程 中 ， 球 的 動 能減 少 ,彈 簧 的 勢 能 又 增 加 ,球 在 往 復(fù) 運 動過 程 中 ,球 的 動 能 與 彈 簧 的 勢 能 相 互 轉(zhuǎn)化 ,總 的 能 量 不 變 。 1、 諾 貝 爾 物 理 獎 獲 得 者 費 恩 曼 曾 說 ：有 一 個 事 實 ， 如 果 你 愿 意 也 可 以 說 是一 條 定 律 ， 支 配 者 至 今 所 知 的 一 切 現(xiàn)象 這 條 定 律 就 是 （ ） A、 牛 頓 第 一 定 律 B、 牛 頓 第 二 定 律 C、 牛 頓 第 三 定 律 D、 能 量 守 恒 定 律D 2、 “ 神 州 ” 六 號 飛 船 進(jìn) 入 太 空 后 ，首 先 在 一 個 橢 圓 軌 道 上 平 穩(wěn) 運 行 ，它 在 橢 圓 軌 道 上 運 動 過 程 中 ， 動 能和 勢 能 如 何 變 化 ？ 動 能 和 勢 能 的 總和 （ 機 械 能 ） 如 何 變 化 ？ 3、 蘋 果 從 樹 上 掉 下 時 ， 速 度 越 來 越大 ， 下 列 說 法 正 確 的 是 （ ） A、 高 度 轉(zhuǎn) 變 成 了 速 度 B、 蘋 果 的 能 量 增 加 C、 勢 能 轉(zhuǎn) 變 成 了 動 能 D、 蘋 果 的 機 械 能 不 變 C 一 、 伽 利 略 斜 面 實 驗 表 明 “ 有 某 一 量 是 守 恒 的 ” ,這 個 量 叫 做 能量 .二 、 能 量 1、 勢 能 :相 互 作 用 的 物 體 憑 借 其 位 置而 具 有 的 能 量 。 2、 動 能 :物 體 由 于 運 動 而 具 有 的 能 量 .三 、 “ 追 尋 守 恒 量 ” 的 意 義 1、 可 行 性 ： 物 質(zhì) 在 運 動 變 化 過 程 中 存在 守 恒 量 。 2、 重 要 性 ： 物 質(zhì) 在 運 動 變 化 過 程 中 都要 滿 足 一 定 的 守 恒 定 律 。