1.伽利略在斜面實(shí)驗(yàn)中(如圖1所示),發(fā)現(xiàn)一個(gè)啟發(fā)性的事實(shí):無論斜面陡些或緩些,
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)說成是“某個(gè)量是________的”,并且
把這個(gè)量叫做________或______.
圖1
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.
3.動(dòng)能:物體由于________而具有的能量叫做動(dòng)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(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________.
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.
5.一個(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.以上說法均不對(duì)
【概念規(guī)律練】
知識(shí)點(diǎn)一 伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)
1.關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn),有下列實(shí)驗(yàn)和推論:
①減小第二個(gè)斜面的傾角,小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來的高度.
②兩個(gè)對(duì)接的斜面,讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面.
③如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨龋?br />④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角到零,小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng).
上述步驟中有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí).其他是理想化的推論.事實(shí)是________,推論是________.
2.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
說明小球在運(yùn)動(dòng)過程中,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
3.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)榱悖@點(diǎn)距斜面底端
的豎直高度仍為h.在小球運(yùn)動(dòng)過程中,下面的敘述正確的是( )
①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越小,小球的運(yùn)動(dòng)速度越來越大
②小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能越來越小,勢(shì)能越來越大、坌∏蛟贐斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),
速度越來越大,離斜面底端的高度越來越小、苄∏蛟贐斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能越來越小,
勢(shì)能越來越大
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
知識(shí)點(diǎn)二 動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
4.在下列事例中,屬于動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化、而動(dòng)能和勢(shì)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(yùn)動(dòng)
B.在不計(jì)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(diǎn)過程的
運(yùn)動(dòng)
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(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)說成是“某個(gè)量是守恒的”,下面說法中正確的是( )
A.在小球運(yùn)動(dòng)過程中,它的速度大小是守恒的
B.在小球運(yùn)動(dòng)過程中,它離地面的高度大小是守恒的
C.在小球運(yùn)動(dòng)過程中,它的動(dòng)能是守恒的
D.在小球運(yùn)動(dòng)過程中,能量是守恒的
【方法技巧練】
物體運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化問題的分析
6.請(qǐng)列舉實(shí)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.
7.如圖3所示,將一個(gè)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(gè)“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(huì)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(diǎn)后,滾擺又會(huì)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)的高度嗎?請(qǐng)說明你猜想的依據(jù).
參考答案
課前預(yù)習(xí)練
1.相同 守恒 能量 能
2.位置
3.運(yùn)動(dòng)
4.勢(shì)能 動(dòng)能 動(dòng)能 勢(shì)能 動(dòng)能 勢(shì)能 相互
5.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.]
課堂探究練
1.② ③①④
解析 上述步驟中,只有②是可以實(shí)際觀察到的,而其他步驟只是在實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上的合理推論,實(shí)際實(shí)驗(yàn)中只能接近,不能實(shí)現(xiàn).
2.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.]
3.C [小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度越來越大,動(dòng)能越來越大;在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),速度越來越小,動(dòng)能越來越小,勢(shì)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(dòng)時(shí)勢(shì)能和動(dòng)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(jì)空氣阻力的情況下,小球豎直上拋的運(yùn)動(dòng)是動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能、勢(shì)能又轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能的過程,總能量保持不變;物體沿粗糙斜面運(yùn)動(dòng)和自行車沿斜坡下滑,是動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,但動(dòng)能和勢(shì)能的總和減小的過程,因?yàn)槟Σ,物體會(huì)消耗一部分機(jī)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(diǎn),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(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)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(dòng)能又轉(zhuǎn)化為勢(shì)能,而小球總是能上升到與起始點(diǎn)相同的高度,說明小球在運(yùn)動(dòng)過程中能量守恒.
7.在滾擺向下運(yùn)動(dòng)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(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;在滾擺向上運(yùn)動(dòng)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(dòng)能又轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)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(diǎn)的高度.
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