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

PAGEPAGE1第一節(jié)追尋守恒量——能量1．伽利略在斜面實驗中(如圖1所示)，發(fā)現(xiàn)一個啟發(fā)性的事實：無論斜面陡些或緩些，小球最后總會在斜面上的某點速度變?yōu)?，這點距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時的高度__________．在物理學中，我們把這一事實說成是“某個量是________的”，并且把這個量叫做________或______．圖12．勢能：相互作用的物體憑借其__________而具有的能量叫做勢能．3．動能：物體由于________而具有的能量叫做動能．4．在小球沿斜面滾下的過程中，高度減小了，相應的________減少，而物體的速度變大，________增加；當小球沿斜面升高時，會變慢，因而______減少，但它的高度在增加，________增加，當小球的速度變?yōu)榱銜r，其全部________都轉化為________．動能可以轉化為勢能，勢能也可以轉化為動能，二者可以________轉化．5．一個物體在光滑的水平面上勻速滑行，則()A．這個物體沒有能量B．這個物體的能量不發(fā)生變化C．這個物體的能量發(fā)生了變化D．以上說法均不對【概念規(guī)律練】知識點一伽利略理想斜面實驗1．關于伽利略的理想實驗，有下列實驗和推論：①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達到原來的高度．②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面．③如果沒有摩擦，小球將上升到原來的高度．④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角到零，小球將沿水平面做持續(xù)的勻速運動．上述步驟中有一個是實驗事實．其他是理想化的推論．事實是________，推論是________．2．伽利略的斜面實驗表達了一個最重要的事實：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必將準確地終止于同它開始點相同的高度，決不會更高一點，也決不會更低一點．這說明小球在運動過程中，有一個“東西”是不變的，這個“東西”就是()A．動能 B．勢能C．力 D．能量3．在伽利略的斜面實驗中，小球從斜面A上離斜面底端為h高處滾下斜面，通過最低點后繼續(xù)滾上另一個斜面B，小球最后會在斜面B上某點速度變?yōu)榱?，這點距斜面底端的豎直高度仍為h.在小球運動過程中，下面的敘述正確的是()①小球在A斜面上運動時，離斜面底端的豎直高度越來越小，小球的運動速度越來越大②小球在A斜面上運動時，動能越來越小，勢能越來越大③小球在B斜面上運動時，速度越來越大，離斜面底端的高度越來越?、苄∏蛟贐斜面上運動時，動能越來越小，勢能越來越大A．①② B．②③ C．①④ D．③④知識點二動能與勢能的轉化4．在下列事例中，屬于動能和勢能相互轉化、而動能和勢能的總和保持不變的是()A．游樂園中的海盜船，如果沒有摩擦和空氣阻力，船在搖擺過程中的運動B．在不計空氣阻力的情況下，將一小球豎直上拋，小球從被拋出到落回拋出點過程的運動C．物體以一定的初速度沿粗糙的固定斜面上滑而達到一定的高度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驗中，小球停下時的高度hB與它出發(fā)時的高度hA相同，我們把這一事實說成是“某個量是守恒的”，下面說法中正確的是()A．在小球運動過程中，它的速度大小是守恒的B．在小球運動過程中，它離地面的高度大小是守恒的C．在小球運動過程中，它的動能是守恒的D．在小球運動過程中，能量是守恒的【方法技巧練】物體運動過程中動能和勢能相互轉化問題的分析6．請列舉實例，分析不同形式機械能間的轉化情況，并說明轉化過程中能量是否守恒．圖37．如圖3所示，將一個帶軸的輪子用兩根細線懸吊起來，使輪軸處于水平狀態(tài)，做成一個“滾擺”．旋轉滾擺，讓細線繞在輪軸上，然后由靜止開始釋放滾擺．滾擺就會邊旋轉邊下落，繞在輪軸上的細線也隨之不斷釋放；到達最低點后，滾擺又會邊旋轉邊上升，細線又隨之逐漸繞在輪軸上．試分析滾擺運動過程中的能量轉化情況．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的高度嗎？請說明你猜想的依據(jù)．1．關于伽利略的斜面實驗，下列描述正確的是()A．伽利略的斜面實驗對于任意斜面都適用，都可以使小球在另一個斜面上升到同樣的高度B．只有斜面光滑時，才有可能重復伽利略實驗C．在伽利略斜面實驗中，只有B斜面“坡度”較緩才有可能使小球上升到同樣高度D．設想在伽利略斜面實驗中，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動到無窮遠處2．在室內滑雪場，游客們足不出戶即可享受滑雪的樂趣，游客先乘自動扶梯至雪坡頂端，然后順坡滑下，滑到平地上后很快便停下來，從雪坡頂端到最后停下來的整個過程中，下列說法中正確的是()A．人的動能先增加后減小，動能與勢能之和不變B．人的動能先增加后減小，動能與勢能之和一直減小C．人的動能先增加后減小，動能與勢能之和先變大后不變D．人的動能先增加后減小，動能與勢能之和先變大后減小3．自由擺動的秋千擺動幅度越來越小，下列說法中正確的是()A．動能與勢能之和守恒B．能量正在消失C．只有動能和重力勢能的相互轉化D．動能與勢能之和一直減少4.圖4伽利略曾設計了如圖4所示的一個實驗，將擺球拉至M點放開，擺球會達到同一水平高度上的N點，如果在E或F處釘上釘子，擺球將沿不同的圓弧達到同一高度的對應點；反過來，如果讓擺球從這些點下落，它同樣會達到原水平高度上的M點．這個實驗可以說明，物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時，其末速度的大小()A．只與斜面的傾角有關B．只與斜面的長度有關C．只與下滑的高度有關D．只與物體的質量有關5．關于能量轉化的說法中正確的是()A．舉重運動員把重物舉起來，體內的一部分化學能轉化為重力勢能B．電流通過電阻絲使電能轉化為內能C．內燃機的做功沖程是內能轉化為動能D．煤炭燃燒的過程中能量不守恒題號12345答案6.唐朝詩人杜甫的詩作《登高》中有這樣兩句詩：“無邊落木蕭蕭下，不盡長江滾滾來．”從物理學的角度來說，“落木蕭蕭下”的過程是______能轉化為______能；而“滾滾來”的長江水蘊含豐富的______能．7．如圖5所示是上?！懊髦榫€”某車站的設計方案．由于站臺建得稍高，電車進站時要上坡，出站時要下坡．忽略斜坡的摩擦力，你能分析這種設計的優(yōu)點嗎？圖58．如圖6所示表示撐竿跳運動的幾個階段：助跑、撐竿起跳、越橫桿．試定性地說明在這幾個階段中能量的轉化情況．圖69．打夯時，圖7夯錘高高舉起又落下，砸在工作面上，如圖7所示．請你說說打夯的過程中發(fā)生了哪些能量的轉化．10．踏板跳水運動員在彈離跳板后，先上升到一定的高度，在空中完成一系列復雜而優(yōu)美的動作后入水．將運動員視為質點，請你分析一下從運動員起跳到入水的全過程，有哪些能量發(fā)生了相互轉化．第七章機械能守恒定律第1節(jié)追尋守恒量——能量課前預習練1．相同守恒能量能2．位置3．運動4．勢能動能動能勢能動能勢能相互5．B[物體在光滑水平面上勻速滑行，動能、勢能都不變，A、C、D錯，B正確．]課堂探究練1．②③①④解析上述步驟中，只有②是可以實際觀察到的，而其他步驟只是在實驗事實基礎上的合理推論，實際實驗中只能接近，不能實現(xiàn)．2．D[伽利略的理想斜面實驗中，有一個量不變，那就是動能和重力勢能之和保持不變，我們管這個量叫做能量．]3．C[小球在A斜面上運動時速度越來越大，動能越來越大；在B斜面上運動時，速度越來越小，動能越來越小，勢能越來越大．]4．AB[在沒有摩擦和空氣阻力的條件下，海盜船在擺動時勢能和動能相互轉化，每次搖擺都能達到相同的高度，總能量保持不變；在不計空氣阻力的情況下，小球豎直上拋的運動是動能轉變?yōu)閯菽?、勢能又轉變?yōu)閯幽艿倪^程，總能量保持不變；物體沿粗糙斜面運動和自行車沿斜坡下滑，是動能和勢能相互轉化，但動能和勢能的總和減小的過程，因為摩擦，物體會消耗一部分機械能．]5．D6．見解析解析如圖所示，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，小球將沿著碗的內壁下滾到碗底C點，并繼續(xù)沿碗的內壁向上滾至碗的右側邊緣B處．在小球由A到C的過程中，小球的高度降低，速度增大，其勢能轉化為動能；在小球由C到B的過程中，小球的高度增加，速度減小，其動能又轉化為勢能，而小球總是能上升到與起始點相同的高度，說明小球在運動過程中能量守恒．7．在滾擺向下運動的過程中，滾擺的高度不斷降低，下落速度和旋轉速度不斷增大，滾擺的重力勢能轉化為動能；在滾擺向上運動的過程中，滾擺的高度不斷增加，上升速度和旋轉速度不斷減小，滾擺的動能又轉化為重力勢能．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，滾擺每次都應該能回升到起始點的高度．課后鞏固練1．BD[在伽利略斜面實驗中，必須是阻力不計(斜面光滑)時，小球才能在另一個斜面上升到相同高度，而不用管另一個斜面的傾角多大．所以，A、C錯，B項正確；當B斜面的傾角減小到接近0°時，小球仍欲在B斜面上上升到同樣高度，所以D項中的設想是合理的．]2．B3.D4．C[伽利略的理想斜面和擺球實驗，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，實質是動能與勢能的轉化過程中，總能量不變．物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時，高度越大，初始的勢能越大，轉化后的末動能也就越大，速度越大．選項C正確．]5．ABC[舉重運動員舉起重物，使重物的重力勢能變大，消耗了自身的化學能，A正確；電流通過電阻絲，電流做功把電能轉化為內能，B正確；內燃機中的燃料燃燒，對外做功，把內能轉化為機械能，C正確；煤炭燃燒的過程是化學能轉化為內能，總能量也是守恒的，D錯．]6．勢動動7．電車進站前雖關閉了電動機，但仍具有動能，可使電車爬上斜坡，這是將動能轉化為勢能儲存．出站時，電車可利用斜坡再將勢能轉化成動能．可見，這種設計方案可以節(jié)約電能．8．運動員的助跑階段，身體中的化學能轉化為人和竿的動能；起跳時，運動員、竿的動能和人體中的化學能轉化為人的重力勢能及動能和竿的彈性勢能，使人體上升至橫桿以上；越過橫桿后，運動員的重力勢能轉化為動能．9．人把夯錘抬高，消耗體內的化學能使夯錘具有重力勢能，下落時夯錘的速度越來越大，重力勢能轉化為動能，落地時