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第一节追寻守恒量能量

课堂探究

探究一对“守恒量”的理解

问题导引

2013年6月20日，神舟十号航天员王亚平在天宫一号开展基础物理实验，为全国青少

年进行太空授课，她将摆球拉开一定距离后放手，摆球并没有来回摆动（如图所示），这是为

什么？此时我们探究的守恒量——能量，还存在吗？

提示：在天宫一号中的物体处于完全失重状态，与重力有关的一切物理现象都消失了，所以小

球不会来回摆动。此时小球随天宫一号一起绕地球高速旋转，其动能与势能之和保持

不变，即能量守恒。

名师精讲

1•所谓“守恒”是指数值保持恒定。对于伽利略斜面实验，我们可以这样理解，如果空气阻力

和摩擦力小到可以忽略，小球必将回到它原来的高度，小球好像记得“自己的起始

高度”，我们把小球“记得”的这个“东西”叫作守恒量。

2.守恒量是自

然界在变化过程中隐藏于现象中的一个反映其本质的物理量，也就是说,

自然界并不自动地展现其背后的本质、规律和内在联系，所以寻找守恒量必须讲究科学的方

法。例如，观察此消彼长的物理量、研究其相互的关系、科学构思巧妙的实验、精确地论证、推理和

计算等。

【例1】伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小

球必将准确地终止于同它开始点相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。

这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是（）

A.弹力B.势能C.速度D.能量

解析：在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面滚到另一个斜面，斜面弹力是不同的，势能先

减小后增大，速度先增大后减小，所以A、BC错。不变的“东西”应是能量，包括

动能和势能，D对。

答案：D

题后反思（1）运用理想模型结合实验事实推导物理规律，是研究物理问题常用的思路和方

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法。（2）伽利略的斜面实验使人们认识到了能量这一物理量。

探究二对物体的动能和势能的理解

问题导引

如图所示，上海“明珠线”某车站的设计方案。由于站台建得稍高，电车进站时要上坡,

出站时要下坡。忽略斜坡的摩擦力，你能分析这种设计的优点吗？

a

——►

提示：电车进站前虽关闭了电动机，但仍具有动