7.追尋守恒量學(xué)案7（人教版必修2）

7.1 追尋守恒量 學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解守恒思想的重要性。2知道能量概念的形成過程。3知道動能和勢能的概念，了解勢能和動能的決定因素。4知道勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，且在轉(zhuǎn)化過程中能量守恒。預(yù)習(xí)填空1伽利略在斜面實驗中，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(xué)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_答案：相同守恒能量能2勢能：相互作用的物體憑借其_而具有的能量叫做勢能答案：位置3動能：物體由于_而具有的能量叫做動能答案：運動4在小球沿斜面滾下的過程中，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，會變慢，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，其全部_都轉(zhuǎn)化為_動能可以轉(zhuǎn)化為勢能，勢能也可以轉(zhuǎn)化為動能，二者可以_轉(zhuǎn)化答案：勢能動能動能勢能動能勢能相互5. 能的最基本性質(zhì)是：不同形式的能量之間可以相互_，而且在轉(zhuǎn)化的過程中能的總量總保持_.答案：轉(zhuǎn)化 不變課堂探究知識點一伽利略理想斜面實驗例題1 伽利略斜面實驗中發(fā)現(xiàn)了具有啟發(fā)性的事實：無論斜面B比斜面A陡些或緩些，小球最后總會在斜面上的某點停下來，這點距斜面底端的豎直高度和它出發(fā)時的高度相同.我們把這一事實說成是“有某一能量守恒”，試說明能量轉(zhuǎn)化的過程和守恒量.解析：釋放小球后，小球開始運動，獲得速度.當(dāng)它到達(dá)斜面的底部時，以前由于具有某一高度而具有的勢能，并未丟失，而是轉(zhuǎn)化成另一種形式的能動能；當(dāng)小球繼續(xù)沿斜面B升高時，它會變慢，動能失去，勢能被“回收”；當(dāng)小球最后靜止下來時，其全部的動能都轉(zhuǎn)化成勢能，小球相對桌面的高度又達(dá)到它在起始的高度.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.這說明某種“東西”在小球運動過程中是不變的，這個“東西”就是能量.答案：這種守恒量是“能量”；能量在這實驗中是守恒的.變式練習(xí)1 伽利略的斜面實驗表達(dá)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(zhǔn)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能量答案：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知識點二動能與勢能的轉(zhuǎn)化例題2 以豎直上拋的小球為例說明小球的勢能和動能的轉(zhuǎn)化情況。在這個例子中是否存在著能的總量保持不變？解析：豎直上拋運動的小球，首先由動能轉(zhuǎn)化為勢能，達(dá)到最高點時，動能為零，勢能達(dá)到最大，在下落時，勢能逐漸減小，動能逐漸增大，勢能又轉(zhuǎn)化為動能。在小球運動過程中，小球的機械能總量保持不變。變式練習(xí)2 如圖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，能量是守恒的答案：D知識點三 物體運動過程中動能和勢能相互轉(zhuǎn)化問題的分析例題3 將一小球用細(xì)線系住，細(xì)線的一端握在手中，現(xiàn)把小球拉開使其與豎直方向成一角度后由靜止釋放，看看小球能否擺到原來的高度，試解釋這個現(xiàn)象.若在如圖5-1-4所示的不同位置P1、P2用筆尖擋住，小球能否擺到原來的高度，為什么?圖5-1-4解析：小球能擺到原來的高度.因為小球運動過程中，機械能守恒，在不計阻力時，小球能擺到原來的高度.在不同位置用筆尖擋住，小球依然能回到原來高度.因為釋放小球的初始位置相同，運動過程中機械能守恒，在忽略阻力時，小球能擺到原來高度.答案：小球能擺到原來的高度變式練習(xí)3 壓緊一根鐵質(zhì)彈簧，并用尼龍繩扎好，不使彈簧松開.于是我們對它做的功以彈性勢能形式儲存起來.然后把彈簧放入鹽酸中，不久彈簧被腐蝕掉，那么彈簧壓緊時具有的勢能哪里去了?解析：因為能量是守恒的，所以彈簧的彈性勢能應(yīng)轉(zhuǎn)化為其溶液分子的能量，如分子的無規(guī)則運動的動能等，則此溶液的溫度應(yīng)比未壓緊的彈簧被腐蝕后的溶液的溫度高，也就是說彈簧的勢能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能或其他形式的能量.課堂反饋1一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以上說法均不對答案：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2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()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小球在A斜面上運動時，動能越來越小，勢能越來越大小球在B斜面上運動時，速度越來越大，離斜面底端的高度越來越小小球在B斜面上運動時，動能越來越小，勢能越來越大A B C D答案：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3.如圖7-1-15所示的伽利略的實驗中，小球速度變?yōu)?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“有某一量是守恒的”，下面說法中正確的是（ ）圖7-1-15A.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，能量是守恒的答案：D4下列現(xiàn)象中，物體動能轉(zhuǎn)化為勢能的是()A秋千從最高處蕩向最低處B張開的弓箭水平射出去C騎自行車勻速駛上斜坡D正在騰空上升的禮花彈答案：D5在某災(zāi)區(qū)上空沿水平方向勻速飛行的一架飛機，正在向災(zāi)區(qū)空投救災(zāi)物資，在空投過程中，飛機的動能和重力勢能變化情況是()A動能、重力勢能都在增加B動能、重力勢能都在減小C動能減小，重力勢能增大D動能增大，重力勢能減小答案：B6從高處落下一個球，與地相碰后又被彈回到原高處球從下落到著地的時間內(nèi)，_能轉(zhuǎn)化為_；球從離開地面到升回到原處的時間內(nèi)，_能轉(zhuǎn)化為_答案：重力勢動能動重力勢能7當(dāng)伽利略釋放小球