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第七章機(jī)械能及其守恒定律 物理學(xué)的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)普遍的自然規(guī)律 因?yàn)檫@樣的規(guī)律的最簡(jiǎn)單的形式之一表現(xiàn)為某種量的不變性 所以對(duì)于守恒量的追求不僅是合理的 而且也是極為重要的研究方向 勞厄 任何人類活動(dòng)都離不開能量 例如 現(xiàn)代化的生活離不開電廠供應(yīng)的電能 現(xiàn)代交通離不開汽油燃燒釋放的化學(xué)能 核電站要利用某些原子核裂變時(shí)釋放的核能 人類生活需要攝入食物中的化學(xué)能 植物的生長(zhǎng)依賴太陽能 在長(zhǎng)期科學(xué)實(shí)踐中 人類已經(jīng)建立起各種形式的能量概念及其量度的方法 如動(dòng)能 勢(shì)能 電磁能 核能等 并且發(fā)現(xiàn)不同形式能量可以互相轉(zhuǎn)化 在轉(zhuǎn)化過程中遵從能量守恒這個(gè)基本原理 這章我們要研究的 就是動(dòng)能 勢(shì)能及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律 諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼曾說 有一個(gè)事實(shí) 如果你愿意 也可說一條定律 支配著至今所知的一切自然現(xiàn)象 這條定律稱做能量守恒定律 它指出有一個(gè)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(gè)最抽象的概念 然而 正是這個(gè)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 能量 是牛頓沒有留給我們的少數(shù)力學(xué)概念之一 但是在牛頓之前 我們就能發(fā)現(xiàn)它的萌芽 能量及其守恒的思想 在伽利略的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)顯現(xiàn)出來了 伽利略理想實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)的守恒思想 小球速度變?yōu)?時(shí)的高度與它出發(fā)時(shí)的高度相同 伽利略理想實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)的守恒思想 觀察 用課件演示 物體高度的變化伴隨著物體運(yùn)動(dòng)快慢的變化 或運(yùn)動(dòng)快慢的變化伴隨著高度的變化 小球 記得 自己的起始高度 然而 記得 不是物理學(xué)的語言 在物理學(xué)中把這一事實(shí)說成是 有某一量是守恒的 并且把這個(gè)量叫做能量或能 分析 相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢(shì)能 1 勢(shì)能 能量是一個(gè)守恒量 但它有不同的表現(xiàn)形式 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能 2 動(dòng)能 動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化 而總的能量保持不變 實(shí)例1 伽利略理想實(shí)驗(yàn)中 追尋守恒量的小球 在兩個(gè)斜面上來回運(yùn)動(dòng)的過程 實(shí)例2 細(xì)線系物體擺動(dòng) 用課件演示 問題與練習(xí) 豎直上拋運(yùn)動(dòng)的小球 首先由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能 達(dá)到最高點(diǎn)時(shí) 動(dòng)能為零 勢(shì)能達(dá)到最大 解析 在下落時(shí) 勢(shì)能逐漸減小 動(dòng)能逐漸增大 勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 在小球運(yùn)動(dòng)過程中 小球的機(jī)械能總量保持不變 小結(jié) 1 動(dòng)能 勢(shì)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 3 觀察一個(gè)物理現(xiàn)象總是很容易的 但從中分析并得到物理規(guī)律卻不容易 有一句俗語 會(huì)看的看門道 不會(huì)看的看熱鬧 望同學(xué)們都做有心人 思考 勢(shì)能和動(dòng)能如何定量地量度 勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化是怎樣進(jìn)行的 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全