第七章 第一节追寻守恒量——能量.pdf

第七章机械能守恒定律

第一节追寻守恒量——能量

1．伽利略在斜面实验中(如图1所示)，发现一个启发性的事实：无论斜面陡些或缓些，小球最后总会在斜面上的某点速度变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的

高度__________．在物理学中，我们把这一事实说成是“某个量是________的”，并且把这个量叫做________或______．

图1

2．势能：相互作用的物体凭借其__________而具有的能量叫做势能．

3．动能：物体由于________而具有的能量叫做动能．

4．在小球沿斜面滚下的过程中，高度减小了，相应的________减少，而物体的速度变大，________增加；当小球沿斜面升高时，会变慢，因而______减少，但它的高度在增加，________增加，当小球的速度变为零时，其全部________都转化为________．

动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能，二者可以________转化．

5．一个物体在光滑的水平面上匀速滑行，则()

A．这个物体没有能量

B．这个物体的能量不发生变化

C．这个物体的能量发生了变化

D．以上说法均不对

【概念规律练】

知识点一伽利略理想斜面实验

1．关于伽利略的理想实验，有下列实验和推论：

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度．

②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．

③如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度．

④继续减小第二个斜面的倾角到零，小球将沿水平面做持续的匀速运动．

上述步骤中有一个是实验事实．其他是理想化的推论．事实是________，推论是________．2．伽利略的斜面实验表达了一个最重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同的高度，决不会更高一点，也决不会更低一点．这说明小球在运动过程中，有一个“东西”是不变的，这个“东西”就是()

A．动能B．势能

C．力D．能量

3．在伽利略的斜面实验中，小球从斜面A上离斜面底端为h高处滚下斜面，通过最低点后继续滚上另一个斜面B，小球最后会在斜面B上某点速度变为零，这点距斜面底端的竖直高度仍为h.在小球运动过程中，下面的叙述正确的是()

①小球在A斜面上运动时，离斜面底端的竖直高度越来越小，小球的运动速度越来越大

②小球在A斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大③小球在B斜面上运动时，速度越来越大，离斜面底端的高度越来越小④小球在B斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大

A．①②B．②③C．①④D．③④

知识点二动能与势能的转化

4．在下列事例中，属于动能和势能相互转化、而动能和势能的总和保持不变的是() A．游乐园中的海盗船，如果没有摩擦和空气阻力，船在摇摆过程中的运动

B．在不计空气阻力的情况下，将一小球竖直上抛，小球从被抛出到落回抛出点过程的运动

C．物体以一定的初速度沿粗糙的固定斜面上滑而达到一定的高度

D．自行车从斜坡顶端由静止滑下

5.

图2

如图2所示的伽利略斜面实验中，小球停下时的高度h B与它出发时的高度h A相同，我们把这一事实说成是“某个量是守恒的”，下面说法中正确的是()

A．在小球运动过程中，它的速度大小是守恒的

B．在小球运动过程中，它离地面的高度大小是守恒的

C．在小球运动过程中，它的动能是守恒的

D．在小球运动过程中，能量是守恒的

【方法技巧练】

物体运动过程中动能和势能相互转化问题的分析

6．请列举实例，分析不同形式机械能间的转化情况，并说明转化过程中能量是否守恒．

图3

7．如图3所示，将一个带轴的轮子用两根细线悬吊起来，使轮轴处于水平状态，做成一个“滚摆”．旋转滚摆，让细线绕在轮轴上，然后由静止开始释放滚摆．滚摆就会边旋转边下落，绕在轮轴上的细线也随之不断释放；到达最低点后，滚摆又会边旋转边上升，细线又随之逐渐绕在轮轴上．试分析滚摆运动过程中的能量转化情况．在阻力小到可以忽略的情况下，试猜想滚摆每次都能回升到起始点的高度吗？请说明你猜想的依据．

1．关于伽利略的斜面实验，下列描述正确的是()

A．伽利略的斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上升到同样的高度

B．只有斜面光滑时，才有可能重复伽利略实验

C．在伽利略斜面实验中，只有B斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度

D．设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使B斜面变成水平，则可以使小球沿平面运动到无穷远处

2．在室内滑雪场，游客们足不出户即可享受滑雪的乐趣，游客先乘自动扶梯至雪坡顶端，然后顺坡滑下，滑到平地上后很快便停下来，从雪坡顶端到最后停下来的整个过程中，下列说法中正确的是()

A．人的动能先增加后减小，动能与势能之和不变

B．人的动能先增加后减小，动能与势能之和一直减小

C．人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后不变

D．人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后减小

3．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是()

A．动能与势能之和守恒

B．能量正在消失

C．只有动能和重力势能的相互转化

D．动能与势能之和一直减少

4.

图4

伽利略曾设计了如图4所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点，如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小() A．只与斜面的倾角有关

B．只与斜面的长度有关

C．只与下滑的高度有关

D．只与物体的质量有关

5．关于能量转化的说法中正确的是()

A．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能

B．电流通过电阻丝使电能转化为内能

C．内燃机的做功冲程是内能转化为动能

D．煤炭燃烧的过程中能量不守恒

题号 1 2 3 4 5

答案

从物理学的角度来说，“落木萧萧下”的过程是______能转化为______能；而“滚滚来”的长江水蕴含丰富的______能．

7．如图5所示是上海“明珠线”某车站的设计方案．由于站台建得稍高，电车进站时要上坡，出站时要下坡．忽略斜坡的摩擦力，你能分析这种设计的优点吗？

图5

8．如图6所示表示撑竿跳运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横杆．试定性地说明在