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第五章：机械能守恒定律

第1节：追寻守恒量

在过去的教学中，我们总是先学习能量的概念，而后研究一两个

具体问题，发现动能与势能在某些过程中不变，由此引出机械能守恒

定律。实际上，在物理学的发展过程中，能量的概念几乎是与人类对

能量守恒的认识同步发展起来的，能量的概念之所以重要，就是因为

它是个守恒量。守恒关系是自然界中十分重要的一类关系，我们强调

方法的教育、观念的教育，就要从中学时代开始加强学生对守恒关系

的认识。根据这样的思想，本书把守恒思想的提出放到了具体的能量

概念之前，并把它渗透在能量学习的全过程。今后在其他守恒关系的

处理时也会遵循这样的原则。

第2节：功

沿着初中物理的思路，我们仍然强调功与能量变化的联系，因此

在第一次提到“功”这个术语时就说“如果物体在力的作用下能量发

生了变化，那么这个力一定对物体做了功”。不仅如此，图5.2-1还

分别展示了做功与能量变化的关系的几种不同情景。

本书多处用了卡通图来描述情景，主要目的还不只是引起读者的

兴趣。与照片相比，卡通图能够更生动地、夸张性地突出我们所要表

现的物理思想。许多学生学不好物理，原因之一是他们对于所讨论的

问题不能建议明确的、动态的物理图像，物理学的内容在他们的头脑

中只是一些条文与公式。而实际上，物理学的条文与公式不过是一各

语言，它们帮助我们把实际情景中蕴含的科学概念和规律抽象出来，

但最终还要归结为生动的情景。

第3节：功率

第8页P=Fv的关系可以适用于瞬时速度和瞬时功率，推导过

程中相应地应该用P=W。考虑到如果这里再引入平均功率与瞬时

t

功率的概念会过于烦琐，所以用了P=W。教学时注意公式的适用

t

条件就可以了

关于额定功率，一种说法是“机器正常工作时的功率”。这是由

初中课程中电灯等用电器的额定功率那里引伸而来的，对于机器并不

合适。在本书所用的例子中，某汽车发动机在平直公路上的功率只有

20kW左右，能说发动机的工作不正常吗？动力机械是这样，电动机

等工作机械也是这样，实际功率经常小于额定功率。本书在这里用了

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较多笔墨，还配备了例题，目的就是让学生区分几种“功率”。

第9页“做一做”是调查，这是新课程十分强调的一种学习方式。

除了察看实际的机械外，还可以收集说明书、广告等进行调查。路子

是相当宽的，老师们会可以想到很多其他途径。学习本书别的内容时

也有类似情况。

调查不只是收集数据，还要充分利用这些数据，如分析功率的大

小与机器（或器具）的效能之间的联系等。

第4节：重力势能

与过去的处理方法相比，本书认真分析了重力做功与路径是否有

关的问题。这样做的目的不是为了追求严密。严密性本身不应成为追

求的对象。本书这样做，是想有助于学生形成严肃认真的科学态度。

我们不是鼓励学生质疑吗？学到势能的时候，我们又举例又画图，进

行详尽的分析，那么，这样的话就到学生的嘴边了：如果物体从A