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(guò)程。3知道動(dòng)能和勢(shì)能的概念，了解勢(shì)能和動(dòng)能的決定因素。4知道勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化，且在轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量守恒。預(yù)習(xí)填空1伽利略在斜面實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)啟發(fā)性的事實(shí)：無(wú)論斜面陡些或緩些，小球最后總會(huì)在斜面上的某點(diǎn)速度變?yōu)?，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度_在物理學(xué)中，我們把這一事實(shí)說(shuō)成是“某個(gè)量是_的”，并且把這個(gè)量叫做_或_答案：相同守恒能量能2勢(shì)能：相互作用的物體憑借其_而具有的能量叫做勢(shì)能答案：位置3動(dòng)能：物體由于_而具有的能量叫做動(dòng)能答案：運(yùn)動(dòng)4在小球沿斜面滾下的過(guò)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(shí)，會(huì)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(shí)，其全部_都轉(zhuǎn)化為_(kāi)動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，勢(shì)能也可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，二者可以_轉(zhuǎn)化答案：勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能勢(shì)能動(dòng)能勢(shì)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(guò)程中能的總量總保持_.答案：轉(zhuǎn)化 不變課堂探究知識(shí)點(diǎn)一伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)例題1 伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了具有啟發(fā)性的事實(shí)：無(wú)論斜面B比斜面A陡些或緩些，小球最后總會(huì)在斜面上的某點(diǎn)停下來(lái)，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度和它出發(fā)時(shí)的高度相同.我們把這一事實(shí)說(shuō)成是“有某一能量守恒”，試說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和守恒量.解析：釋放小球后，小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，獲得速度.當(dāng)它到達(dá)斜面的底部時(shí)，以前由于具有某一高度而具有的勢(shì)能，并未丟失，而是轉(zhuǎn)化成另一種形式的能動(dòng)能；當(dāng)小球繼續(xù)沿斜面B升高時(shí)，它會(huì)變慢，動(dòng)能失去，勢(shì)能被“回收”；當(dāng)小球最后靜止下來(lái)時(shí)，其全部的動(dòng)能都轉(zhuǎn)化成勢(shì)能，小球相對(duì)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(kāi)始點(diǎn)相同的高度，決不會(huì)更高一點(diǎn)，也決不會(huì)更低一點(diǎn).這說(shuō)明某種“東西”在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是不變的，這個(gè)“東西”就是能量.答案：這種守恒量是“能量”；能量在這實(shí)驗(yàn)中是守恒的.變式練習(xí)1 伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)表達(dá)了一個(gè)最重要的事實(shí)：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(kāi)始點(diǎn)相同的高度，決不會(huì)更高一點(diǎn)，也決不會(huì)更低一點(diǎn)這說(shuō)明小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有一個(gè)“東西”是不變的，這個(gè)“東西”就是()A動(dòng)能 B勢(shì)能C力 D能量答案：D伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)量不變，那就是動(dòng)能和重力勢(shì)能之和保持不變，我們管這個(gè)量叫做能量知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化例題2 以豎直上拋的小球?yàn)槔f(shuō)明小球的勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化情況。在這個(gè)例子中是否存在著能的總量保持不變？解析：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的小球，首先由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能為零，勢(shì)能達(dá)到最大，在下落時(shí)，勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的機(jī)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(shí)驗(yàn)中，小球停下時(shí)的高度hB與它出發(fā)時(shí)的高度hA相同，我們把這一事實(shí)說(shuō)成是“某個(gè)量是守恒的”，下面說(shuō)法中正確的是()A在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的速度大小是守恒的B在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它離地面的高度大小是守恒的C在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的動(dòng)能是守恒的D在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，能量是守恒的答案：D知識(shí)點(diǎn)三 物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析例題3 將一小球用細(xì)線(xiàn)系住，細(xì)線(xiàn)的一端握在手中，現(xiàn)把小球拉開(kāi)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(lái)的高度，試解釋這個(gè)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(lái)的高度，為什么?圖5-1-4解析：小球能擺到原來(lái)的高度.因?yàn)樾∏蜻\(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能守恒，在不計(jì)阻力時(shí)，小球能擺到原來(lái)的高度.在不同位置用筆尖擋住，小球依然能回到原來(lái)高度.因?yàn)獒尫判∏虻某跏嘉恢孟嗤\(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，在忽略阻力時(shí)，小球能擺到原來(lái)高度.答案：小球能擺到原來(lái)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(kāi).于是我們對(duì)它做的功以彈性勢(shì)能形式儲(chǔ)存起來(lái).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(shí)具有的勢(shì)能哪里去了?解析：因?yàn)槟芰渴鞘睾愕?，所以彈簧的彈性?shì)能應(yīng)轉(zhuǎn)化為其溶液分子的能量，如分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)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(shuō)彈簧的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能或其他形式的能量.課堂反饋1一個(gè)物體在光滑的水平面上勻速滑行，則()A這個(gè)物體沒(méi)有能量B這個(gè)物體的能量不發(fā)生變化C這個(gè)物體的能量發(fā)生了變化D以上說(shuō)法均不對(duì)答案：B物體在光滑水平面上勻速滑行，動(dòng)能、勢(shì)能都不變，A、C、D錯(cuò)，B正確2在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中，小球從斜面A上離斜面底端為h高處滾下斜面，通過(guò)最低點(diǎn)后繼續(xù)滾上另一個(gè)斜面B，小球最后會(huì)在斜面B上某點(diǎn)速度變?yōu)榱?，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度仍為h.在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下面的敘述正確的是()小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，離斜面底端的豎直高度越來(lái)越小，小球的運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能越來(lái)越小，勢(shì)能越來(lái)越大小球在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度越來(lái)越大，離斜面底端的高度越來(lái)越小小球在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能越來(lái)越小，勢(shì)能越來(lái)越大A B C D答案：C小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度越來(lái)越大，動(dòng)能越來(lái)越大；在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度越來(lái)越小，動(dòng)能越來(lái)越小，勢(shì)能越來(lái)越大3.如圖7-1-15所示的伽利略的實(shí)驗(yàn)中，小球速度變?yōu)?時(shí)的高度hB與它出發(fā)時(shí)的高度hA相同，我們把這一事實(shí)說(shuō)成是“有某一量是守恒的”，下面說(shuō)法中正確的是（ ）圖7-1-15A.在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的速度大小是守恒的B.在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它離地面的高度大小是守恒的C.在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的動(dòng)能是守恒的D.在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，能量是守恒的答案：D4下列現(xiàn)象中，物體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能的是()A秋千從最高處蕩向最低處B張開(kāi)的弓箭水平射出去C騎自行車(chē)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(jī)，正在向?yàn)?zāi)區(qū)空投救災(zāi)物資，在空投過(guò)程中，飛機(jī)的動(dòng)能和重力勢(shì)能變化情況是()A動(dòng)能、重力勢(shì)能都在增加B動(dòng)能、重力勢(shì)能都在減小C動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大D動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小答案：B6從高處落下一個(gè)球，與地相碰后又被彈回到原高處球從下落到著地的時(shí)間內(nèi)，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)；球從離開(kāi)地面到升回到原處的時(shí)間內(nèi)，_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)答案：重力勢(shì)動(dòng)能動(dòng)重力勢(shì)能7當(dāng)伽利略釋放小球