【導(dǎo)學(xué)案】2021年高中物理人教版必修二教師用書-7.1-追尋守恒量-能量-配套練習(xí)

1.關(guān)于如圖所示的伽利略的抱負斜面試驗,以下說法正確的是()。A.小球從A運動到B的過程動能保持不變B.小球從A運動到B的過程勢能削減C.小球只有從B運動到C的過程中動能和勢能的總和不變D.小球在斜面CD上運動的最大距離等于AB【解析】由于斜面光滑,小球從A運動到B動能增加,勢能削減,總能量保持不變,因此A錯,B正確;小球在整個運動過程中,動能和勢能的總和都不變,小球在斜面CD上運動的最大高度與小球開頭運動時的高度相同,運動的距離與斜面傾角有關(guān),C、D均錯?！敬鸢浮緽2.下列說法正確的是()。A.能量就是動能和勢能的總和B.做自由落體運動的物體,其勢能減小,動能增加C.做豎直上拋運動的物體,其動能和勢能總和不變D.平拋運動中,動能和勢能總和在不斷變大【解析】選項A的錯誤在于認為能量的形式只有兩種,選項A錯誤。在平拋運動中動能不斷增大,勢能不斷減小,總能量守恒,選項D錯誤。自由落體運動及豎直上拋運動中均只發(fā)生動能和勢能的轉(zhuǎn)化,總能量守恒,選項B、C正確?！敬鸢浮緽C3.下列例子中,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,假如沒有摩擦和空氣阻力,船在搖擺過程中的運動B.在不計空氣阻力的狀況下,將一小球豎直上拋,小球從拋出點到落回拋出點的運動過程C.物體以肯定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而達到肯定的高度D.自行車從斜坡頂端由靜止滑下【解析】在沒有摩擦和空氣阻力的條件下,海盜船在搖擺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。在不計空氣阻力的狀況下,小球豎直上拋后的運動是動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?、勢能又轉(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,動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,但動能和勢能的總和減小,由于摩擦,物體會消耗一部分機械能。【答案】AB4.在如圖所示的試驗中,小球每次從光滑斜面的左端A自由滑下,每次都能到達右端與A等高的B點。關(guān)于其緣由,下列說法正確的是()。A.由于小球總是記得自己的高度B.由于小球在運動過程中,始終保持能量守恒C.由于小球在運動過程中,始終保持勢能守恒D.由于小球在運動過程中,始終保持動能守恒【解析】小球在運動過程中守恒的“東西”是能量?！敬鸢浮緽5.關(guān)于伽利略的斜面試驗,下列說法正確的是()。A.伽利略斜面試驗對于任意斜面都適用,都可以使小球在另一個斜面上升到同樣的高度B.只有斜面光滑時,才有可能重復(fù)伽利略試驗C.在伽利略斜面試驗中,只有斜面“坡度”較緩才有可能使小球上升到同樣高度D.設(shè)想在伽利略斜面試驗中,若斜面光滑,并且使斜面變成水平面,則可以使小球沿水平面運動到無窮遠處【解析】伽利略斜面實際上是一個抱負化模型,在不計阻力的狀況下,我們可以“看”到小球在運動過程中的不變量——高度,實際上是能量不變。為了能夠透過現(xiàn)象看本質(zhì),伽利略才使用了抱負模型——光滑斜面。在伽利略斜面試驗中,必需是阻力不計(光滑斜面)時,小球才能在另一個斜面上上升到相同高度,且不管另一個斜面的傾角多大,小球都能上升到相同高度。所以在A、B、C選項中A、C選項錯誤,B選項正確。當斜面的傾角減小到接近0°時,小球仍在斜面上上升到同樣高度,所以D項正確。【答案】BD6.在伽利略的抱負斜面試驗中,假如空氣阻力和摩擦阻力不能忽視,人們要查找的守恒量還存在嗎?【解析】伽利略的抱負斜面試驗體現(xiàn)了動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化,且機械能保持不變的思想。進一步說,是探究了能量守恒關(guān)系的存在。若空氣阻力和摩擦力不行忽視,則機械能不斷削減,但內(nèi)能不斷增加,而且機械能與內(nèi)能的總量保持不變,即本節(jié)中人們所查找的守恒量—能量仍舊存在?！敬鸢浮恳娊馕?.高臺滑雪運動員騰空躍下,假如不考慮空氣阻力,則下落過程中該運動員能量的轉(zhuǎn)換關(guān)系是()。A.動能削減,重力勢能削減B.動能削減,重力勢能增加C.動能增加,重力勢能削減D.動能增加,重力勢能增加【解析】高度降低,重力做功,重力勢能削減,動能增加。C正確?！敬鸢浮緾8.伽利略曾設(shè)計了如圖所示的一個試驗。將擺球拉至M點放開,擺球會到達同一水平高度上的N點。如圖在E或F處釘上釘子,擺球?qū)⒀夭煌幕【€到達同一高度的對稱點;反過來,假如讓擺球從這些點下落,它同樣會到達原水平高度上的M點。這個試驗可以說明,物體由靜止開頭沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時,其末速度的大小()。A.只與斜面的傾角有關(guān)B.只與斜面的長度有關(guān)C.只與下滑的高度有關(guān)D.只與物體的質(zhì)量有關(guān)【解析】在伽利略的抱負斜面和擺球試驗中,斜面上的小球和擺線上的小球好像“記得”自己的起始高度,其實質(zhì)是動能與勢能的轉(zhuǎn)化過程中,總能量不變。物體由靜止開頭沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時,高度越大,初始的勢能越大,轉(zhuǎn)化后的末動能也就越大,速度越大。選項C正確?！敬鸢浮緾9.跳板跳水運動員在彈離跳板后,先上升到肯定的高度,在空氣中完成一系列簡單而美麗?的動作后入水,如圖所示。將運動員視為質(zhì)點,請你分析一下運動員從起跳到入水的全過程,有哪些能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化?【解析】跳水運動員在走板和起跳時要先使跳板上下振動,此過程運動員將身體儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為跳板的彈性勢能,然后再將這一彈性勢能轉(zhuǎn)化為身體起跳的動能;運動員離開跳板上升的過程,動能漸漸削減且漸漸轉(zhuǎn)化為重力勢能;當運動員從最高點下降時,重力勢能漸漸削減,運動員的動能漸漸增加,所以此過程是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程;運動員入水后,受水的阻力作用,運動員的重力勢能和動能都要削減,這部分能量要轉(zhuǎn)化為水和人的內(nèi)能。【答案】見解析10.如圖所示,有一根一端固定的輕彈簧,水平放置在光滑水平面BC上,一物塊從光滑斜面AB上的A點由靜止滑下,運動到水平面與彈簧相互作用。當彈簧被壓縮到最短時,問從物塊開頭下滑至彈簧被壓縮到最短的過程中,能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?(不計斜面與水平面接點B處的能量損失)【解析】在物塊從斜面上的A點靜止下滑的過程中,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能;到達水平面BC上后,重力勢能不再變化;物塊在與彈簧作用前,動能不變;在與彈簧相互作用時,物塊的動能削減,轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能;到彈簧最短時,彈簧的彈性勢能達到最大,物塊動能為零。A→B過程重力勢能轉(zhuǎn)化為動能;B→C過程物塊與彈簧相互作用時,動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能?！敬鸢浮恳娊馕?1.一有光滑半圓軌道的木塊固定在地面上,如圖所示,A、B為在一條水平直徑上的兩點。一小球從左側(cè)的最高點A由靜止釋放。請思考下列問題。(1)小球能運動到右側(cè)的B點嗎?為什么?(2)若木塊不固定,而是放在光滑的水平地面上,小球仍從左側(cè)的最高點A由靜止釋放,小球能運動到右側(cè)的B點嗎?為什么?【解析】(1)木塊固定在地面上,且半圓軌道是光滑的,A、B為在一條水平直徑上的兩點,即A、B在同一水平面上。當將小球從A點由靜止開頭釋放,除了有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化外,不再有其他形式的能的轉(zhuǎn)化,所以小球能運動到右側(cè)的B點。(2)若木塊不固定,由于沒有內(nèi)能等能量的轉(zhuǎn)化,小球照樣可以運動到右側(cè)的B點?！敬鸢浮?1)能能量守恒(2)能能量守恒12.如圖所示,將一個帶軸的輪子用兩根等長的細線懸吊起來,使輪軸處于水平狀態(tài),細線不行伸長,這樣就做成一個“滾擺”。旋轉(zhuǎn)滾擺,讓細線繞在輪軸上,如圖中(a)所示,然后由靜止開頭釋放滾擺,滾擺就會邊旋轉(zhuǎn)邊下落,細線漸漸被釋放;到達最低點后,如圖中(b)所示,滾擺不會停止運動,它又會邊旋轉(zhuǎn)邊上升,細線又漸漸繞在輪軸上,如此反復(fù)。試分析滾擺運動過程中的能量轉(zhuǎn)化狀況。在阻力小到可以忽視的狀況下,你猜想滾擺每次都能不能回升到起始點的高度。請說明你猜想的依據(jù)?！窘馕觥?/p>