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第七章機械能及其守恒定律 物理學的任務是發(fā)現(xiàn)普遍的自然規(guī)律 因為這樣的規(guī)律的最簡單的形式之一表現(xiàn)為某種量的不變性 所以對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 任何人類活動都離不開能量 例如 現(xiàn)代化的生活離不開電廠供應的電能 現(xiàn)代交通離不開汽油燃燒釋放的化學能 核電站要利用某些原子核裂變時釋放的核能 人類生活需要攝入食物中的化學能 植物的生長依賴太陽能 在長期科學實踐中 人類已經(jīng)建立起各種形式的能量概念及其量度的方法 如動能 勢能 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基本原理 這章我們要研究的 就是動能 勢能及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律 諾貝爾物理學獎獲得者費恩曼曾說 有一個事實 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 卻是物理學中最重要 意義也最深遠的概念之一 能量 是牛頓沒有留給我們的少數(shù)力學概念之一 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 在伽利略的實驗中已經(jīng)顯現(xiàn)出來了 伽利略理想實驗中體現(xiàn)的守恒思想 小球速度變?yōu)?時的高度與它出發(fā)時的高度相同 伽利略理想實驗中體現(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動快慢的變化 或運動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 不是物理學的語言 在物理學中把這一事實說成是 有某一量是守恒的 并且把這個量叫做能量或能 分析 相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能 1 勢能 能量是一個守恒量 但它有不同的表現(xiàn)形式 物體由于運動而具有的能量叫做動能 2 動能 動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化 而總的能量保持不變 實例1 伽利略理想實驗中 追尋守恒量的小球 在兩個斜面上來回運動的過程 實例2 細線系物體擺動 用課件演示 問題與練習 豎直上拋運動的小球 首先由動能轉(zhuǎn)化為勢能 達到最高點時 動能為零 勢能達到最大 解析 在下落時 勢能逐漸減小 動能逐漸增大 勢能又轉(zhuǎn)化為動能 在小球運動過程中 小球的機械能總量保持不變 小結 1 動能 勢能及能量的概念與意義 2 了解守恒思想的重要性 守恒關系是自然界中十分重要的關系 3 觀察一個物理現(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 會看的看門道 不會看的看熱鬧 望同學們都做有心人 思考 勢能和動能如何定量地量度 勢能和動能的轉(zhuǎn)化是怎樣進行的 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全