第七章 机械能守恒定律
从本章开始,我们研究力学中另外
一个重要的物理量—能量，以及他所
遵守的规律.
“追”——某个量
“寻”——某个守恒量
保持不变
7.1 追寻守恒量——能量
在伽利略时代，他为了研究力和运动的
关系，做了理想斜面实验。最后证明运动不
需要力来维持。在这个实验中能量及其守恒
思想就已经出现。
“能量”是牛顿没有深入研究过的力学
概念之一，但是能量概念并不是在牛顿之后
才出现的。
1、伽利略理想实验（介绍）
让一个小球沿一个斜面从静止开始滚下，
小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小
球将滚到相同的高度。减小后一个斜面的倾
斜角，小球在这个斜面上仍能达到相同的高
度，但运动距离更远一些。
若将后一个斜面放平，由于球永远达不
到原来的高度，所以会永远运动下去 。
1、伽利略理想实验（分析）
伽利略在分析理想斜面实验时，除了得出运动不需要力维持的结论外，他还注意到
实验中一个转化与守恒的事实。
提问1：伽利略看出的转化是什么？
1、伽利略理想实验
伽利略理想斜面
均光滑, 无摩擦
回答：高度与速度相互转化.
下滑过程：高度减小，速度增大；
上滑过程：高度升高，速度减小；
提问2：伽利略看出的守恒是什么？
1、伽利略理想实验
回答：一个与高度有关的量和一个与速度有关的量之和保持不变.
守恒
h0
理论证明：一个与高度有关的量和一个与速度有关的量之和守恒
1、伽利略理想实验
运用牛顿第二定律和运动学公式推导：
h
设此时的速度为v
（恒定）
1、伽利略理想斜面实验（小结）
实验中, 高度与速度相互转化，转化过程中一个与高度有关的量和一个与速度有关的量之和守恒。
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。
其中与高度有关的量，我们现在叫做势能；
与运动有关的量叫做动能；
势能和动能可以发生相互转化。
当小球由最高点沿斜面 A 运动到达最低点过程，能量怎样变化？
动能增大
速度变大
势能减小
小球向下滚动过程,高度减小
减小的势能去了哪里？
当小球由最低点沿斜面 B 运动到达最高点过程，能量怎样变化？
动能减小
速度减小
势能增大
小球向上滚动过程,高度增大
增大的势能从何而来？
动能与势能合称机械能。
在伽利略理想实验中，小球的动能和
势能发生相互转化，但总的机械能守恒.
请同学们用势能和动能描述一下理想斜面实验中的转化和守恒。
请列举动能与势能相互转化，但总能量守恒的其他实例，并加以讨论.
1.游乐场中的翻滚过山车；
2.汤秋千；
（演示：双线摆）
类似实验：
滚摆演示
跳高运动员助跑速度越大，所具有的动能
就越多，起跳时动能转化的重力势能就越多，最终运动员跳起的高度就越大．
实际上这是能量转化的一个过程．
跳高运动员是以高度来计成绩的，而他们
为什么要提高自己助跑的速度? 难道速度和高度之间有什么联系吗?
讨论：
一、伽利略理想实验揭示:
“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。
课堂小结
分析与解决物理问题的另一条思路
能量的观点
追寻物理学中的守恒量
将A杯子中的牛奶倒向B杯子，A杯中的牛奶变少，B杯中牛奶变多。
A杯的牛奶减少量等于B杯牛奶增多量，而两个杯子牛奶之和保持不变，即牛奶总质量守恒。
“有一个事实，也可以说是一条定律，支配着一切自然现象，这条定律称做能量守恒定律.
它指出在自然界经历的多种多样的变化中某一个量（我们称为能量）的总量不变.
——诺贝尔物理学奖获得者费恩曼
机械能
内能
光能
电能
核能
太阳能
你知道哪些形式的能量？
各种形式的能量是否会发生相互转化？
神舟飞船在太空中维持工作所需的电能来自哪里？
太阳能
水力发电
动物为什么要捕食?
动物捕食过程消耗了什么能？
这些能量哪里去了？
能量转化是一个普遍的现象，自
然界中物质运动形式的变化总伴随着
能量的相互转化，并且总量不变。
——能量守恒
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.在伽利略的斜面实验中，如果摩擦阻力不
能忽略，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
C
课堂练习
4. 将一物体从粗糙斜面上滑下来，最终停到水平面上，说一说这个过程中的能量转化？
课堂练习
我们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。
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。