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(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______．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(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．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(guān)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(dá)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?qū)L上另一個斜面．③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨龋芾^續(xù)減小第二個斜面的傾角到零，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(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(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(zhuǎn)化4．在下列事例中，屬于動能和勢能相互轉(zhuǎn)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(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(zhuǎn)化問題的分析6．請列舉實例，分析不同形式機(jī)械能間的轉(zhuǎn)化情況，并說明轉(zhuǎn)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(xì)線懸吊起來，使輪軸處于水平狀態(tài)，做成一個“滾擺”．旋轉(zhuǎn)滾擺，讓細(xì)線繞在輪軸上，然后由靜止開始釋放滾擺．滾擺就會邊旋轉(zhuǎn)邊下落，繞在輪軸上的細(xì)線也隨之不斷釋放；到達(dá)最低點后，滾擺又會邊旋轉(zhuǎn)邊上升，細(xì)線又隨之逐漸繞在輪軸上．試分析滾擺運動過程中的能量轉(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的高度嗎？請說明你猜想的依據(jù)．1．關(guān)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(fù)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(shè)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(yuǎn)處2．在室內(nèi)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(zhuǎn)化D．動能與勢能之和一直減少4.圖4伽利略曾設(shè)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(dá)到同一水平高度上的N點，如果在E或F處釘上釘子，擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達(dá)到同一高度的對應(yīng)點；反過來，如果讓擺球從這些點下落，它同樣會達(dá)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(guān)B．只與斜面的長度有關(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)化的說法中正確的是()A．舉重運動員把重物舉起來，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．電流通過電阻絲使電能轉(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(xué)的角度來說，“落木蕭蕭下”的過程是______能轉(zhuǎn)化為______能；而“滾滾來”的長江水蘊含豐富的______能．7．如圖5所示是上海“明珠線”某車站的設(shè)計方案．由于站臺建得稍高，電車進(jìn)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(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fù)雜而優(yōu)美的動作后入水．將運動員視為質(zhì)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(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(chǔ)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(zhuǎn)化，每次搖擺都能達(dá)到相同的高度，總能量保持不變；在不計空氣阻力的情況下，小球豎直上拋的運動是動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?、勢能又轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jī)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(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，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的過程中，小球的高度降低，速度增大，其勢能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速度不斷增大，滾擺的重力勢能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速度不斷減小，滾擺的動能又轉(zhuǎn)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(yīng)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(dāng)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(shè)想是合理的．]2．B3.D4．C[伽利略的理想斜面和擺球?qū)嶒灒泵嫔系男∏蚝蛿[線上的小球好像“記得”起自己的起始高度，實質(zhì)是動能與勢能的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xué)能，A正確；電流通過電阻絲，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，對外做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C正確；煤炭燃燒的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量也是守恒的，D錯．]6．勢動動7．電車進(jìn)站前雖關(guān)閉了電動機(jī)，但仍具有動能，可使電車爬上斜坡，這是將動能轉(zhuǎn)化為勢能儲存．出站時，電車可利用斜坡再將勢能轉(zhuǎn)化成動能．可見，這種設(shè)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(xué)能轉(zhuǎn)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(xué)能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為動能．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能，下落時夯錘的速度越來越大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，落地時