機械能及守恒定律

1、第二章 機械能及守恒定律第一節(jié) 追尋守恒量【知能準(zhǔn)備】AB2-1-11如圖2-1-1所示，不計空氣阻力及摩擦力，在斜面A某一高度h處放一小球并釋放，會發(fā)現(xiàn)有下列事實：無論斜面B的傾角如何變化，小球最后總能到達_。物理學(xué)中，我們把這一事實說成是_，并把這個量叫做_（energy）或_。2_的能量叫做勢能。3_的能量叫做動能。4動能和勢能可以相互_，在轉(zhuǎn)化過程中能量總量_。【同步導(dǎo)學(xué)】1追尋守恒量的可行性物質(zhì)在運動變化過程中存在著一些守恒的物理量，例如能量，這個不變的物理量揭示了自然界各種運動共同遵守的規(guī)律。例1 滑雪運動員沿光滑斜面下滑，在下滑過程中，動能、勢能如何變化？能量守恒嗎？解析：運動員

2、沿光滑斜面下滑，速度變大，高度降低，故其動能越來越大，勢能越來越小。由于斜面光滑，沒有其他能量生成，因此機械能守恒。2追尋守恒量的重要性物質(zhì)在運動變化過程中都要滿足一定的守恒定律，這些規(guī)律制約著相互聯(lián)系的物理量的變化，人們要更好認(rèn)識物體的運動，研究物體的運動規(guī)律，就必須學(xué)會追尋守恒量，有意識地追尋守恒量。3追尋守恒量是物理學(xué)的一種重要研究方法在物理學(xué)家們研究一些待認(rèn)識的問題時，常常是想方設(shè)法找出所研究的現(xiàn)象中是否存在某些物理量守恒的情況，一旦發(fā)現(xiàn)了某種物理量守恒，就首先用以整理過去經(jīng)驗和知識并總結(jié)定律，然后在新的現(xiàn)象或事例中對總結(jié)出的守恒定律進行檢驗，如果定律得以證實就可以借助于它解決問題，甚

3、至做出新的預(yù)見。4尋找守恒量的方法守恒量是自然界在變化過程中隱藏于現(xiàn)象中的一個反映其本質(zhì)的物理量，也就是說自然界并不自動展現(xiàn)其背后的本質(zhì)、規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系，所以尋找守恒量必須講究科學(xué)的方法：如觀察此消彼長的物理量、研究其相互的關(guān)系、科學(xué)構(gòu)思巧妙的實驗、精確地論證推理和計算等。例2 在伽利略實驗中，如果空氣阻力和摩擦力不能忽略，人們要尋找的守恒量還存在嗎？解析：通過實驗不難發(fā)現(xiàn)，在伽利略實驗中有空氣阻力的情況下，小球滾上B斜面的高度減小了，因此與物體上升的高度對應(yīng)的重力勢能減小，能量看起來不再守恒。由此引發(fā)兩方面的思考：其一，物體系統(tǒng)減少的能量哪兒去了，是消失了嗎？其二，如果沒有消失，它轉(zhuǎn)化為哪種

4、形式的能量？減少的重力勢能是否等量地以另一種形式出現(xiàn)？若球減少的重力勢能以另外的形式等量出現(xiàn)，則能量仍是守恒的。聯(lián)系所學(xué)過的知識和生活中的經(jīng)驗知道，球在運動過程中有摩擦便會產(chǎn)生熱，與物體的高度、速率對應(yīng)的機械運動有一部分轉(zhuǎn)化為大量分子組成的系統(tǒng)的熱運動。設(shè)計精確的實驗，收集測量這部分熱能，便可以驗證守恒量的存在與否?！就綑z測】1舉高的物體可以對外做功，這是因為舉高的物體具有_。在物體下落的過程中，這種形式的能量轉(zhuǎn)化為物體的_，從而可以對工件進行煅壓等工作任務(wù)。2在伽利略的斜面實驗中，伽利略認(rèn)為那種守恒的東西叫_，這實際上就是我們學(xué)習(xí)過的_能。3物體由高處向低處運動過程中，它的_在不斷減小，而

5、它的_在不斷增加，這里體現(xiàn)了一種動能和勢能之間的_。翰林匯4一個實心鐵球與一個實心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列結(jié)論中正確的量（ ）A鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能B鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能C鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能D上述三種情況都有可能5下列物體具有什么形式的機械能？在海上行駛的輪船_；高空中云彩里的小冰粒_；空中飛行的子彈_；拉長的彈弓橡皮條_。6高山上有一塊大石頭，穩(wěn)穩(wěn)地待在那里，它有沒有能量？有什么能量？7太陽能就是太陽的輻射能，盡管太陽能的密度很低，但它卻具有數(shù)量巨大，無污染和可再生等特點，你認(rèn)為目前開發(fā)利用太陽能的主要方式有哪幾種？8如圖2-1-2在

6、光滑地面上，一彈簧一端固定豎直墻上，另一端連著一個小球，用力壓縮彈簧釋放后，試分析能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。F2-1-2第一節(jié) 追尋守恒量知能準(zhǔn)備答案1同一高度 有某一量是守恒的 能量 能2相互作用的物體憑借其位置而具有3物體由于運動而具有4轉(zhuǎn)化 保持不變第一節(jié) 追尋守恒量同步檢測答案1勢能 動能 2能量 機械能 3勢能 動能 轉(zhuǎn)化 4C 5動能勢能動能勢能 勢能 6有，具有勢能7將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能或電能 8彈簧被壓縮，貯存了能量（彈性勢能），然后又逐漸轉(zhuǎn)化為小球的動能。當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時，勢能為零，球的動能最大，在彈簧伸長過程中，球的動能減少，彈簧的勢能又增加，球在往復(fù)運動過程中，球的動能與彈簧

7、的勢能相互轉(zhuǎn)化，總的能量不變。第一節(jié) 追尋守恒量練習(xí)題1 下列說法正確的是( )A物體由于運動而具有的能量叫做動能 B一切運動的物體都具有動能C運動的物體不一定具有動能 D以上說法均為錯誤2 下列物體具有動能的有（ ）A運動的空氣 B流動的河水C發(fā)射架上的導(dǎo)彈 D弓上的箭3下列系統(tǒng)具有勢能的有（ ）A高高懸掛在頭頂上的大石頭 B槍膛中的子彈C滿弓上的箭 D被壓縮的彈簧4下列關(guān)于“能量”的說法正確的是( )A運動員在激烈運動后，我們說消耗了體內(nèi)儲存的能量B燃燒煤可以取暖，我們說煤燃燒時放出了能量C電燈發(fā)光，電爐發(fā)熱，電扇吹風(fēng)，我們說都消耗了能量D以上說法均為錯誤5下列現(xiàn)象說明物體具有能量的是(

8、)A風(fēng)可以吹轉(zhuǎn)風(fēng)車 B流水可以推動水磨C揮動的鐵錘可以把樁打進地里 D用嘴可以將氣球吹大6下列說法正確的是( )A運動的固體具有動能B運動的液體具有動能 C運動的氣體不一定具有動能D固體、液體、氣體都是物體，只要它們運動，就具有動能7把廢鐘表或廢玩具里的發(fā)條拆下來看看它是怎樣工作的。為什么發(fā)條擰得緊些時鐘表或玩具走的時間就長些？ 8說明下列過程中機械能的轉(zhuǎn)化：雪橇從山坡上滑下；炮彈從炮口斜向上射出，又落到遠(yuǎn)處地上；玩具彈簧槍將“子彈”射出去；小孩坐在秋千上，在媽媽推了一次以后，自己蕩著。 9跳板跳水，起跳時為什么人要向下猛壓跳板？人離開跳板時的動能是哪里來的？人起跳的高度由什么因素決定？10以豎直上拋的小球為例說明小球的勢能和動能的轉(zhuǎn)化情況。在這個例子中是否存在著能的總量保持不變？ 第一節(jié)追尋守恒量練習(xí)題答案1AB 2AB 3ACD4ABC 5ABCD 6ABD 7緊發(fā)條時，就是增加發(fā)條的勢能，工作的時候，發(fā)條的勢能逐漸釋放，發(fā)條擰得緊些，鐘表或玩具的勢能就越大，則走的