高中物理第七章機(jī)械能守恒定律第1節(jié)追尋守恒量-能量課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修

PAGEPAGE1第一節(jié)追尋守恒量——能量1．伽利略在斜面實(shí)驗(yàn)中(如圖1所示)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)啟發(fā)性的事實(shí)：無(wú)論斜面陡些或緩些，小球最后總會(huì)在斜面上的某點(diǎn)速度變?yōu)?，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度__________．在物理學(xué)中，我們把這一事實(shí)說(shuō)成是“某個(gè)量是________的”，并且把這個(gè)量叫做________或______．圖12．勢(shì)能：相互作用的物體憑借其__________而具有的能量叫做勢(shì)能．3．動(dòng)能：物體由于________而具有的能量叫做動(dòng)能．4．在小球沿斜面滾下的過(guò)程中，高度減小了，相應(yīng)的________減少，而物體的速度變大，________增加；當(dāng)小球沿斜面升高時(shí)，會(huì)變慢，因而______減少，但它的高度在增加，________增加，當(dāng)小球的速度變?yōu)榱銜r(shí)，其全部________都轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______．動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，勢(shì)能也可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，二者可以________轉(zhuǎn)化．5．一個(gè)物體在光滑的水平面上勻速滑行，則()A．這個(gè)物體沒(méi)有能量B．這個(gè)物體的能量不發(fā)生變化C．這個(gè)物體的能量發(fā)生了變化D．以上說(shuō)法均不對(duì)【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)1．關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，有下列實(shí)驗(yàn)和推論：①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度．②兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面．③如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度．④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角到零，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)．上述步驟中有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí)．其他是理想化的推論．事實(shí)是________，推論是________．2．伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)表達(dá)了一個(gè)最重要的事實(shí)：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必將準(zhǔn)確地終止于同它開(kāi)始點(diǎn)相同的高度，決不會(huì)更高一點(diǎn)，也決不會(huì)更低一點(diǎn)．這說(shuō)明小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有一個(gè)“東西”是不變的，這個(gè)“東西”就是()A．動(dòng)能 B．勢(shì)能C．力 D．能量3．在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中，小球從斜面A上離斜面底端為h高處滾下斜面，通過(guò)最低點(diǎn)后繼續(xù)滾上另一個(gè)斜面B，小球最后會(huì)在斜面B上某點(diǎn)速度變?yōu)榱?，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度仍為h.在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下面的敘述正確的是()①小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，離斜面底端的豎直高度越來(lái)越小，小球的運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大②小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能越來(lái)越小，勢(shì)能越來(lái)越大③小球在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度越來(lái)越大，離斜面底端的高度越來(lái)越?、苄∏蛟贐斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能越來(lái)越小，勢(shì)能越來(lái)越大A．①② B．②③ C．①④ D．③④知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化4．在下列事例中，屬于動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化、而動(dòng)能和勢(shì)能的總和保持不變的是()A．游樂(lè)園中的海盜船，如果沒(méi)有摩擦和空氣阻力，船在搖擺過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)B．在不計(jì)空氣阻力的情況下，將一小球豎直上拋，小球從被拋出到落回拋出點(diǎn)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)C．物體以一定的初速度沿粗糙的固定斜面上滑而達(dá)到一定的高度D．自行車從斜坡頂端由靜止滑下5.圖2如圖2所示的伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，小球停下時(shí)的高度hB與它出發(fā)時(shí)的高度hA相同，我們把這一事實(shí)說(shuō)成是“某個(gè)量是守恒的”，下面說(shuō)法中正確的是()A．在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的速度大小是守恒的B．在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它離地面的高度大小是守恒的C．在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的動(dòng)能是守恒的D．在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，能量是守恒的【方法技巧練】物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析6．請(qǐng)列舉實(shí)例，分析不同形式機(jī)械能間的轉(zhuǎn)化情況，并說(shuō)明轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量是否守恒．圖37．如圖3所示，將一個(gè)帶軸的輪子用兩根細(xì)線懸吊起來(lái)，使輪軸處于水平狀態(tài)，做成一個(gè)“滾擺”．旋轉(zhuǎn)滾擺，讓細(xì)線繞在輪軸上，然后由靜止開(kāi)始釋放滾擺．滾擺就會(huì)邊旋轉(zhuǎn)邊下落，繞在輪軸上的細(xì)線也隨之不斷釋放；到達(dá)最低點(diǎn)后，滾擺又會(huì)邊旋轉(zhuǎn)邊上升，細(xì)線又隨之逐漸繞在輪軸上．試分析滾擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化情況．在阻力小到可以忽略的情況下，試猜想滾擺每次都能回升到起始點(diǎn)的高度嗎？請(qǐng)說(shuō)明你猜想的依據(jù)．1．關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，下列描述正確的是()A．伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)對(duì)于任意斜面都適用，都可以使小球在另一個(gè)斜面上升到同樣的高度B．只有斜面光滑時(shí)，才有可能重復(fù)伽利略實(shí)驗(yàn)C．在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，只有B斜面“坡度”較緩才有可能使小球上升到同樣高度D．設(shè)想在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，若斜面光滑，并且使B斜面變成水平，則可以使小球沿平面運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處2．在室內(nèi)滑雪場(chǎng)，游客們足不出戶即可享受滑雪的樂(lè)趣，游客先乘自動(dòng)扶梯至雪坡頂端，然后順坡滑下，滑到平地上后很快便停下來(lái)，從雪坡頂端到最后停下來(lái)的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A．人的動(dòng)能先增加后減小，動(dòng)能與勢(shì)能之和不變B．人的動(dòng)能先增加后減小，動(dòng)能與勢(shì)能之和一直減小C．人的動(dòng)能先增加后減小，動(dòng)能與勢(shì)能之和先變大后不變D．人的動(dòng)能先增加后減小，動(dòng)能與勢(shì)能之和先變大后減小3．自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，下列說(shuō)法中正確的是()A．動(dòng)能與勢(shì)能之和守恒B．能量正在消失C．只有動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化D．動(dòng)能與勢(shì)能之和一直減少4.圖4伽利略曾設(shè)計(jì)了如圖4所示的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將擺球拉至M點(diǎn)放開(kāi)，擺球會(huì)達(dá)到同一水平高度上的N點(diǎn)，如果在E或F處釘上釘子，擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達(dá)到同一高度的對(duì)應(yīng)點(diǎn)；反過(guò)來(lái)，如果讓擺球從這些點(diǎn)下落，它同樣會(huì)達(dá)到原水平高度上的M點(diǎn)．這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明，物體由靜止開(kāi)始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時(shí)，其末速度的大小()A．只與斜面的傾角有關(guān)B．只與斜面的長(zhǎng)度有關(guān)C．只與下滑的高度有關(guān)D．只與物體的質(zhì)量有關(guān)5．關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法中正確的是()A．舉重運(yùn)動(dòng)員把重物舉起來(lái)，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能B．電流通過(guò)電阻絲使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．內(nèi)燃機(jī)的做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能D．煤炭燃燒的過(guò)程中能量不守恒題號(hào)12345答案6.唐朝詩(shī)人杜甫的詩(shī)作《登高》中有這樣兩句詩(shī)：“無(wú)邊落木蕭蕭下，不盡長(zhǎng)江滾滾來(lái)．”從物理學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，“落木蕭蕭下”的過(guò)程是______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能；而“滾滾來(lái)”的長(zhǎng)江水蘊(yùn)含豐富的______能．7．如圖5所示是上?！懊髦榫€”某車站的設(shè)計(jì)方案．由于站臺(tái)建得稍高，電車進(jìn)站時(shí)要上坡，出站時(shí)要下坡．忽略斜坡的摩擦力，你能分析這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)嗎？圖58．如圖6所示表示撐竿跳運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段：助跑、撐竿起跳、越橫桿．試定性地說(shuō)明在這幾個(gè)階段中能量的轉(zhuǎn)化情況．圖69．打夯時(shí)，圖7夯錘高高舉起又落下，砸在工作面上，如圖7所示．請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)打夯的過(guò)程中發(fā)生了哪些能量的轉(zhuǎn)化．10．踏板跳水運(yùn)動(dòng)員在彈離跳板后，先上升到一定的高度，在空中完成一系列復(fù)雜而優(yōu)美的動(dòng)作后入水．將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，請(qǐng)你分析一下從運(yùn)動(dòng)員起跳到入水的全過(guò)程，有哪些能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化．第七章機(jī)械能守恒定律第1節(jié)追尋守恒量——能量課前預(yù)習(xí)練1．相同守恒能量能2．位置3．運(yùn)動(dòng)4．勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能勢(shì)能動(dòng)能勢(shì)能相互5．B[物體在光滑水平面上勻速滑行，動(dòng)能、勢(shì)能都不變，A、C、D錯(cuò)，B正確．]課堂探究練1．②③①④解析上述步驟中，只有②是可以實(shí)際觀察到的，而其他步驟只是在實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上的合理推論，實(shí)際實(shí)驗(yàn)中只能接近，不能實(shí)現(xiàn)．2．D[伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)量不變，那就是動(dòng)能和重力勢(shì)能之和保持不變，我們管這個(gè)量叫做能量．]3．C[小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度越來(lái)越大，動(dòng)能越來(lái)越大；在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度越來(lái)越小，動(dòng)能越來(lái)越小，勢(shì)能越來(lái)越大．]4．AB[在沒(méi)有摩擦和空氣阻力的條件下，海盜船在擺動(dòng)時(shí)勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，每次搖擺都能達(dá)到相同的高度，總能量保持不變；在不計(jì)空氣阻力的情況下，小球豎直上拋的運(yùn)動(dòng)是動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能、勢(shì)能又轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能的過(guò)程，總能量保持不變；物體沿粗糙斜面運(yùn)動(dòng)和自行車沿斜坡下滑，是動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但動(dòng)能和勢(shì)能的總和減小的過(guò)程，因?yàn)槟Σ?，物體會(huì)消耗一部分機(jī)械能．]5．D6．見(jiàn)解析解析如圖所示，一只碗放在水平桌面上，將光滑小球自碗的左側(cè)邊緣A處由靜止釋放，如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，小球?qū)⒀刂氲膬?nèi)壁下滾到碗底C點(diǎn)，并繼續(xù)沿碗的內(nèi)壁向上滾至碗的右側(cè)邊緣B處．在小球由A到C的過(guò)程中，小球的高度降低，速度增大，其勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；在小球由C到B的過(guò)程中，小球的高度增加，速度減小，其動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，而小球總是能上升到與起始點(diǎn)相同的高度，說(shuō)明小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量守恒．7．在滾擺向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，滾擺的高度不斷降低，下落速度和旋轉(zhuǎn)速度不斷增大，滾擺的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；在滾擺向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，滾擺的高度不斷增加，上升速度和旋轉(zhuǎn)速度不斷減小，滾擺的動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能．依據(jù)能量守恒，在阻力小到可以忽略的情況下，滾擺能量的總量保持不變，滾擺每次都應(yīng)該能回升到起始點(diǎn)的高度．課后鞏固練1．BD[在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，必須是阻力不計(jì)(斜面光滑)時(shí)，小球才能在另一個(gè)斜面上升到相同高度，而不用管另一個(gè)斜面的傾角多大．所以，A、C錯(cuò)，B項(xiàng)正確；當(dāng)B斜面的傾角減小到接近0°時(shí)，小球仍欲在B斜面上上升到同樣高度，所以D項(xiàng)中的設(shè)想是合理的．]2．B3.D4．C[伽利略的理想斜面和擺球?qū)嶒?yàn)，斜面上的小球和擺線上的小球好像“記得”起自己的起始高度，實(shí)質(zhì)是動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，總能量不變．物體由靜止開(kāi)始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時(shí)，高度越大，初始的勢(shì)能越大，轉(zhuǎn)化后的末動(dòng)能也就越大，速度越大．選項(xiàng)C正確．]5．ABC[舉重運(yùn)動(dòng)員舉起重物，使重物的重力勢(shì)能變大，消耗了自身的化學(xué)能，A正確；電流通過(guò)電阻絲，電流做功把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，B正確；內(nèi)燃機(jī)中的燃料燃燒，對(duì)外做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C正確；煤炭燃燒的過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量也是守恒的，D錯(cuò)．]6．勢(shì)動(dòng)動(dòng)7．電車進(jìn)站前雖關(guān)閉了電動(dòng)機(jī)，但仍具有動(dòng)能，可使電車爬上斜坡，這是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能儲(chǔ)存．出站時(shí)，電車可利用斜坡再將勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能．可見(jiàn)，這種設(shè)計(jì)方案可以節(jié)約電能．8．運(yùn)動(dòng)員的助跑階段，身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和竿的動(dòng)能；起跳時(shí)，運(yùn)動(dòng)員、竿的動(dòng)能和人體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的重力勢(shì)能及動(dòng)能和竿的彈性勢(shì)能，使人體上升至橫桿以上；越過(guò)橫桿后，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．9．人把夯錘抬高，消耗體內(nèi)的化學(xué)能使夯錘具有重力勢(shì)能，下落時(shí)夯錘的速度越來(lái)越大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，落地時(shí)