7.1 追尋守恒量 學案（人教版必修2）
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1
2．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，相應的________減少，而物體的速度變大，
________增加；當小球沿斜面升高時，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到原的高度．
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仙皆母叨龋?br />④繼續(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)榱悖@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越小，小球的運動速度越越大
②小球在A斜面上運動時，動能越越小，勢能越越大 ③小球在B斜面上運動時，
速度越越大，離斜面底端的高度越越小�、苄∏蛟贐斜面上運動時，動能越越小，
勢能越越大
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，分析不同形式機械能間的轉(zhuǎn)化情況，并說明轉(zhuǎn)化過程中能量是否守恒．
7．如圖3所示，將一個帶軸的輪子用兩根細線懸吊起，使輪軸處于水平狀態(tài)，做成一
個“滾擺”．旋轉(zhuǎn)滾擺，讓細線繞在輪軸上，然后由靜止開始釋放滾擺．滾擺就會邊旋
轉(zhuǎn)邊下落，繞在輪軸上的細線也隨之不斷釋放；到達最低點后，滾擺又會邊旋轉(zhuǎn)邊上升，
細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)．
參考答案
前預習練
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．]
堂探究練
1．②�、邰佗�
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越大，動能越越大；在B斜面上運動時，速度越越小，動能越越小，勢能越越大．]
4．AB [在沒有摩擦和空氣阻力的條下，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)閯菽堋菽苡洲D(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械能．]
5．D
6．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，滾擺每次都應該能回升到起始點的高度．
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