物理课时达标练必修二同步：第七章机械能守恒定律第1课时追寻守恒量——能量(1)

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1、第七章机械能守恒定律第1课时追寻守恒量——能量I.伽利略的实验探究如图所示：过程让小球从斜面A滚落，它会继续滚上斜面B现彖无论斜面B比斜血A陡四或缓四，小球的速度最后总会在斜血上的某点变为0,这点距斜而底端的竖直高度与它出发时的高度相同结论这一事实说明某个量是守恒的,在物理学屮我们把这个量叫做能量或能2.势能：相互作用的物体凭借其位置而具冇的能量。3.动能：物体由于运动而具有的能量。4.势能和动能的转化：从伽利略的斜面实验可以看出，势能和动能可以相互转化。小球从斜面上某一高度滚落至斜面底端的过程中势能转化为动能;小球从斜面底端沿斜面升高时，动能又转化为势能,若忽略空气阻力和摩擦，在动

2、能与势能转化过程中能量是守恒的。说明：伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础之上的。这类理想实验以可蠡的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。釆用理想实验说明问题是物理学的一种常用方法，理想实验在物理学的发展中起着重要的作用。如图所示，在没有空气阻力和摩擦力（实际很小）时，从斜面A上距斜面底端竖直高度为h处由静止释放小球，会发现无论0角怎样变化，小球最后总能到达与它开始点相同高度的h处，这一事实表明小球开始时具有,滑到最低点时具有在运动过程屮,保持不变。通过“小球从斜面A滚上斜面B”的多次重复性实验，看到了“小球

3、都到达斜面B上距斜面底端竖直高度为h的同一点"的现象，分析这个现象，得出“有一个量是守恒的”这一结论，从而确定这个守恒量的名字叫能量。答案：重力势能动能总能量解析：小球开始时具有重力势能，滑到最低点时具有动能，在重力势能和动能相互转化的过程中总能量保持不变。在伽利略实验中,如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略，人们要寻找的守恒量还存在吗?本题是改变实验条件而引发的一个具有探索性、开放性的问题。思考时注意：①对比实验：采用控制变量法在不同条件是实验。②发现问题：球滚上的高度在有摩擦时比没有摩擦时减小了。③提出问题：守恒量还存在吗？球减少的重力势能哪儿去了？④运用知识推理论证：产生了热。⑤设计

4、实验：证明自己的推理，损失的能量是否全部转化为热？?3解析：如图所示，通过实验不难发现，在伽利略实验中有空气阻力的情况下，小球滚上B斜面的高度减小了，因此，与物体上升的高度对应的重力势能减少了，能量看起来不再守恒。由此引发两个方面的思考：其一，物体系统减少的能量哪儿去了，是消失了吗？其二，如果没有消失，它转化为哪种形式的能量？减少的重力势能是否等量地以另一种形式岀现？若球减少的重力势能以另外的形式等量出现，则总能量仍是守恒的。联系所学过的知识和生活中的经验知道，球在运动过程中有摩擦便会产生热，与物体的高度、速率对应的机械运动有一部分转化为大量分子组成的系统的热运动。通过设计精确的实验

5、，收集测量这部分能量，可以验证守恒量仍然是存在的。-个实心铁球与一个实心木球的质量相等，将它们放在同一水平地而上，则下列结论止确的是A.铁球的重力势能大于木球的重力势能B.铁球的重力势能等于木球的重力势能C.铁球的重力势能小于木球的重力势能D.上述三种情况都有可能比较重力势能的大小时要比较重力的大小和重心的高度，在重力相等的情况下，只要相对于同一参考平面，无论参考平面的位置如何选取，重心高的物体的重力势能一定大。答案：C解析：由于铁球和木球的密度不同，所以质量相等的铁球和木球相比，木球的体积较大，放在同一水平面上时，木球的重心较高，因此木球的重力势能大于铁球的重力势能。女子撑杆跳高的

6、世界纪录已突破5m,比普通跳高的成绩高得多。如图所示，是撑杆跳高运动员在起跳后某时刻的情景，请分析儿个阶段屮的能量转化情况。（1）助跑阶段；（2）从开始起跳到竹竿弯曲程度最大的阶段；（3）从竿弯曲程度最大到运动员达到最高点的阶段；（4）越过横竿后的下落阶段。在分析和判断各种形式的能量转化和守恒问题时，要根据其各种运动形态多对应的不同能量形式来分析，特别注意把握好：①分析对应的转化过程是哪一个；②注意由几种形式的能量参与转化；③明确各种能量的转化途径，有哪几种能量消失，哪几种能量产生。解析：阶段能量转化综合点评(1)运动员体内的能量（化学能）转化为运动员和竿的动能①同一物体在不同运动阶

7、段的过程中.涉及的能量转化形式可能不同；②不仅动能和勞能之间可以相互转化，其他形式的能量之间也可以相互转化，但在转化过程中能量的总量不变(2)运动员的动能和体內的化学能及竿的动能转化为运动员的重力势能和竿的弾性势能(3)运动员的动能、体内的化学能及竿的弹性势能转化为运动员的重力妙能(4)运动员的重力势能转化为动能礫念赊合测验1.关于伽利略的斜面实验，以下说法屮不正确的是（）A.无论斜而是否光滑，小球滚上的高度一定与释放的高度相同B.实际上，小球滚上的高度会