第七章 机械能守恒定律
7.1 追寻守恒量——能量
本节课任务：
“追”——某个量
“寻”——某个守恒量
保持不变的量
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
情景一
追寻物理学中的守恒量
情景二
A杯
B杯
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
“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
一.伽利略理想实验
观察
伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）
1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？
2、这些过程各有什么特点？
关于小球运动过程的描述
1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？

2、这些过程各有什么特点？
小球经历了先加速后减速的过程
在加速过程中,小球速度增大,位置高度减小;在减速运动过程中，小球速度在减小，但位置高度在增大
在A斜面上：a＝gsinα
x＝h/sinα＝v2/2a h= v2/2g
在B斜面上：a’＝－gsinβ
x’＝h’/sinβ=（0－v2）/2a’ h’= v2/2g
∴h’＝h
证明
无 摩 擦
小球的运动情况：
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。
分析
小球运动中，是否存在守恒量呢？
高度？
速度？
通过以上实验我们可以观察到斜面上的小球、单摆中的小球、滚摆中的轮子好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。
“记得”并不是物理学的语言后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。
类似实验：
单摆中的小球
滚摆中的轮子
能量无处不在
二﹑势能和动能
在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度时，小球被赋予一种形式的能量——势能。
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potential energy）。
它们具有重力势能
球
杠铃
被弹高的人
流动的水
它们具有弹性势能
起跳时的跳板
物体由于运动而具有的能量叫做动能（kinetic energy）。
在伽利略斜面实验中，释放小球后，小球开始运动，获得速度，小球被赋予一种形式的能量——动能。
它们都具有动能
飞驰的足球
奔驶的赛车
高速飞行的火箭
当小球由最高点沿斜面 A 运动到达最低点时，能量怎样变化？
动能
参考面
速度最大
高度为0
小球到达最低点
（参考面）
势能去了哪里？
用“能量”怎样描述伽利略斜面实验
机械能
机械能：动能与势能的总和 。
“追寻守恒量”的意义
（1）可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。
（2）重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。
1. 下列实例中,动能转化为势能的是 ( )
A. 竖直上抛的正在上升的小球．
B. 上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶.
C. 从高处下落的石块．
D. 从斜槽上滚下的小球．
A
课堂练习
2.苹果从树上掉下时，速度越来越大，下列说法正确的是（ ）
A.高度转变成了速度
B.苹果的能量增加
C.势能转变成了动能
D.苹果的机械能不变
C
课堂练习
3.相同的弹簧伸长量越大，弹簧的弹性势能越大，在同一个弹簧秤下分别挂5N和3N的物体时，弹簧秤上弹簧具有的弹性势能（ ）
A.两次具有相同的弹性势能
B.第一次比第二次的弹性势能大
C.第一次比第二次的弹性势能小
D.无法比较其大小
B
课堂练习
4. 以竖直上抛的小球为例说明小球的势能和动能的转化情况．这个例子中是否存在着能的总量保持不变？
竖直上抛运动的小球，首先由动能转化为势能，达到最高点时，动能为零，势能最大，在下落时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，势能又转化为动能．在小球运动的过程中，小球的机械能总量保持不变．
课堂练习
5.在伽利略的斜面实验中，如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略不计，则下列说法正确的是( )
A 动能和势能之和仍然守恒
B 动能和势能之和将增大
C 动能和势能之和将逐渐减小，但总能量还是守恒
D 以上说法均不正确
课堂练习
C
6. 将一物体从粗糙斜面上滑下来，最终停到水平面上，这一过程中的能量转化？
课堂练习
7. 下图表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆．试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况．

运动员的助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能；
起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和 动能，使人体 上升至横杆以上；
越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能．
答案 化学能→动能→重力势能→动能
课堂练习
分析：
一、伽利略斜面实验表明
“有某一量是守恒的”这个量叫做能量。
二、能量
1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。包括重力势能和弹性势能
2、动能：物体由于运动而具有的能量。
三、“追寻守恒量”的意义
1、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。
2、重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。
分析与解决物理问题的另一条思路
——能量的观点