7.追寻守恒量学案6（人教版必修2）

71 追寻守恒量 学案学习目标1.知道守恒是自然界的重要规律.2.知道相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能.3.知道物体由于运动而具有的能量叫做动能.4.初步领会能量转化、变中有恒的思想.新课导航1、关于“能量”的概念无论斜面B比斜面A陡些还是缓些，小球最后总会_，该点的高度与它出发时的高度_。在物理学中，把这一事实说成是_，并且把这个量叫做_或_。伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于_，绝不会更高一点，也绝不会更低一点.这说明某种_在小球运动过程中是不变的，这个“东西”就是_。看起来，能量是一个抽象的物理概念，书本并没有对能量下严格的定义。教材中“某个量是守恒的” “某个东西是不变的”向我们揭示了自然界中最重要的一条定律：_。2、能量的表现形式能量与物体的运动形式相对应，不同的运动形式对应不同的能量。（1）势能：相互作用的物体凭借其_而具有的能量叫做势能。当位置改变时，势能也随之改变。（2）动能：物体由于_而具有的能量叫做动能。当物体的速度大小发生变化时，物体的动能也将发生变化。(3)势能和动能可以相互转化，在这种转化中，势能减少的同时，_在增加，势能增加的同时，_在减少，但整个转化中动能和势能的总和不变。精讲精练知识点1动能和势能的相互转化例1 如图7-1-2所示，一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动，图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置，其中a、c等高.在小球摆动的整个过程中，动能最大时是在 点，在 点势能最大；如果没有空气阻力的影响，小球在a点的动能 （填“大于”、“等于”或“小于”）在c点的动能.图7-1-2解析： 在小球来回摆动时，动能与势能不停地相互转化但总量不变.在a、c两点时位置最高，势能最大，速度为零，动能为零.在b点时位置最低，势能最小，速度最大，动能最大.答案： b a、c 等于点拨：在a、c点动能最小，均为零.在b点势能最小，但不一定就是零变式练习1 在例题1中，试分析小球从a点摆至c点过程中，动能和势能的转化情况.答案： 小球从a点摆至b点，其位置降低，故势能减小；其速度变大，故其动能增加；故小球从a点摆至b点过程，势能转化为动能.小球从b点摆至c点，位置升高，势能增大，速度减小，动能变小，故小球从b点摆至c点过程，动能转化为势能.变式练习2 以竖直上抛的小球为例说明小球的势能和动能的转化情况。在这个例子中是否存在着能的总量保持不变？解析：竖直上抛运动的小球，首先由动能转化为势能，达到最高点时，动能为零，势能达到最大，在下落时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，势能又转化为动能。在小球运动过程中，小球的机械能总量保持不变。知识点2 守恒思想例2 如图所示，河道中的水在稳恒地流淌（各处的水流速度不随时间改变），设截面A1B1的面积为S1，流速与截面垂直，速度为V1；截面A2B2的面积为S2，速度为V2，通过观察和分析，本题中位于A1B1A2B2区域中的水的体积是否为一个守恒量？若是的话，你可以推断出S1、S2、V1、V2满足什么规律？解析 由于水不可压缩，单位时间内流入A1B1的水的体积应等于流出A2B2面的体积，因此位于A1B1A2B2区域中的水的体积是一个守恒量。考察很短的时间t，流入A1B1的水的体积为V1=S1V1t，流出A2B2面的的水的体积V2=S2V2t，所以S1V1= S2V2，截面积越小的地方，水的流速越大。拓展 截面积和流速的乘积称为流量（单位时间内流过截面的液体的体积，单位为m3/s），通常用Q表示，即Q=SV。如果各处的流量不等，则水位就升高或降低，为非稳恒流动。变式练习3诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说：有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配者至今所知的一切现象这条定律就是 （ ）A、牛顿第一定律 B、牛顿第二定律C、牛顿第三定律 D、能量守恒定律答案:D课堂练习1伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是( )A弹力 B势能 C速度 D能量2下列说法中正确的是 ( )A能量只是以势能和动能两种形式存在B能量只是存在于具有一定高度或运动状态的物体中C任何物质均具有能量D能量存在形式多种多样，且不同形式之间可以相互转化，并且转化过程中总能量是守恒的3伽利略理想斜面实验使人们认识到引入能量概念的重要性。在此理想实验中，能说明能量在小球运动过程中不变的理由是 ( )A小球滚下斜面时，高度降低，速度增大B小球滚上斜面时，高度增加，速度减小C小球总是能准确地到达与起始点相同的高度D小球能在两斜面之间永不停止地来回滚动 4对于斜面实验，若小球与斜面间的摩