(2)实验过程
让静止的小球沿一个斜面A滚下,小球将滚上另一个对接斜面B.
(3)实验现象
在没有空气阻力和摩擦力时(实际很小,可以忽略),无论斜面B陡一些,还是缓一些,小球总能到达斜面B上与释放点等高的位置,即hA=hB.
(4)实验结论
这一事实说明了小球在运动过程中"某个量是守恒的".
2.动能、势能及相互转化
(1)动能:物体由于运动而具有的能量.动能是状态量,与物体的质量和速度大小有关.
(2)势能:相互作用的物体间由相互作用力和他们间的相对位置决定的能量,所以又叫位能.
(3)势能和动能的相互转化
从伽利略的理想斜面实验可以看出,势能和动能可以相互转化.下降过程中小球速度越来越大,重力势能转化为动能;上升过程中小球速度逐渐减小,高度逐渐增大,动能又逐渐转化为重力势能.如果斜面是光滑的,且空气阻力忽略不计,小球总可以沿斜面B上升到原来的高度.这说明了势能和动能在相互转化过程中总量是守恒的.
例1 如图4所示,将一个带轴的轮子用两根细线悬吊起来,使轮轴处于水平状态,做成一个"滚摆".旋转滚摆,让细线绕在轮轴上,然后由静止开始释放滚摆.滚摆就会边旋转边下落,绕在轮轴上的细线也随之不断释放;到达最低点后,滚摆又会边旋转边上升,细线又随之逐渐绕在轮轴上.试分析滚摆运动过程中的能量转化情况.在阻力小到可以忽略的情况下,试猜想滚摆每次都能回升到起始点的高度吗?
图4
答案 见解析
解析 在滚摆向下运动的过程中,滚摆的高度不断降低,下落速度和旋转速度不断增大,滚摆的重力势能转化为动能;在滚摆向上运动的过程中,滚摆的高度不断增加,上升速度和旋转速度不断减小,滚摆的动能又转化为重力势能.依据能量守恒,在阻力小到可以忽略的情况下,滚摆能量的总量保持不变,滚摆每次都能回升到起始点的高度.
【考点】能量的转化
【题点】能量的转化