【金牌學(xué)案】年高中物理 第四章 第二節(jié) 動能 勢能課件 粵教必修2

第二節(jié)動能勢能一、功和能1．定義：一個(gè)物體能對其他物體做功，就說這個(gè)物體具有_______．能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化2．功和能：做功的過程就是能量______的過程．做了多少功，就有多少能量發(fā)生______．能量轉(zhuǎn)化

3．功是過程量，能量是狀態(tài)量，功是_________的量度．

(1)功只能用來量度物體在相互作用過程中能量變化了多少，而不能用來量度物體在某一狀態(tài)所具有的能量．

(2)對于“功”無所謂轉(zhuǎn)化，因此功和能量是兩個(gè)不同的物理量．4．單位：功和能的單位都是_______．焦耳二、動能運(yùn)動

1．定義：物體由于_______而具有的能量稱為動能，用Ek表示．2．公式：Ek＝_______.12mv2

三、勢能

1．勢能：與相互作用物體的相對位置有關(guān)的能量叫勢能．

2．重力勢能：由物體所處位置的高度決定的能量，用Ep表示，大小等于物體所受_______的大小與所處高度的______，公式Ep＝_______.重力乘積mgh3．重力做功與重力勢能的關(guān)系：重力做正功時(shí)重力勢能減少，做負(fù)功時(shí)重力勢能增加，即WG＝__________.Ep1－Ep24．彈性勢能：物體由于彈性形變所具有的能量叫彈性勢能，Ep＝______.122kx

三峽大壩是世界第一大的水電工程，于2006年5月20日全線建成.2010年7月19日，三峽大壩將迎來一次峰值在65000立方米每秒左右的洪水，堪比1998年長江三峽河段的最高峰值，這也將是三峽水庫建成以來所面臨的規(guī)模最大的一次洪水挑戰(zhàn)．經(jīng)國家防總批準(zhǔn)，三峽水庫于2011年9月10日零時(shí)正式啟動第四次175米試驗(yàn)性蓄水，至18日19時(shí)，水庫水位已達(dá)到160.18米．修筑大壩的目的是什么？在發(fā)電過程中存在著怎樣的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系？圖4－2－1

答案：修筑大壩的目的是使水位上升從而增加水的重力勢能，而重力勢能轉(zhuǎn)化為水的動能，從而推動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)發(fā)電．要點(diǎn)1動能的理解

1．動能是標(biāo)量，動能的取值只能為正值或零，不會有負(fù)值．

2．動能是狀態(tài)量，描述的是物體在某一時(shí)刻的運(yùn)動狀態(tài)．對于某一物體來說，若運(yùn)動狀態(tài)(或瞬時(shí)速度)確定了，則動能Ek就確定了．

3．動能具有相對性．由于取不同的參考系，同一物體的瞬時(shí)速度有不同值，所以同一狀態(tài)下，物體的動能大小與參考系有關(guān)．在一般情況下，若無特殊說明，取大地為參考系．【例1】(雙選)關(guān)于物體的動能，下列說法中正確的是()

A．一個(gè)物體的動能可能小于零

B．一個(gè)物體的動能與參考系的選取有關(guān)

C．兩質(zhì)量相同的物體若動能相同，則物體的速度也一定相同

D．兩質(zhì)量相同的物體若動能相同，則物體的速度不一定相同

思路點(diǎn)撥：物體的動能由質(zhì)量和速度的大小決定，其表達(dá)解析：因?yàn)関2

是一個(gè)正值，所以物體的動能不可能小于零，且速度的大小與參考系的選取有關(guān)，所以動能與參考系的選取有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)，B對；兩質(zhì)量相同的物體若動能相同，則物體的速度大小也一定相同，但方向可能不同，所以速度不一定相同，C錯(cuò)、D對．答案：BD1．下列關(guān)于動能的說法中，正確的是()B

A．運(yùn)動物體所具有的能就是動能

B．質(zhì)量恒定的物體的動能發(fā)生變化，速度一定變化；當(dāng)其速度發(fā)生變化時(shí)，動能不一定變化

C．質(zhì)量為m的物體做勻變速運(yùn)動，某時(shí)刻速度為v1，則

D．物體在外力F作用下做加速運(yùn)動，當(dāng)力F減小時(shí)，其動能也逐漸減小物體在全過程的動能都是重力勢能彈性勢能定義物體由于高度而具有的勢能發(fā)生彈性形變的物體各部分之間由于彈力的相互作用而具有勢能表達(dá)式Ep＝mgh

12Ep＝—kx

2相對性重力勢能大小與零勢能面的選取有關(guān)，但變化量與參考面的選取無關(guān)彈性勢能與零勢能位置選取有關(guān)，通常選自然長度時(shí)，勢能為零系統(tǒng)性重力勢能是物體與地球這一系統(tǒng)所共有的彈性勢能是彈簧本身具有的能量與力做功的關(guān)系重力勢能的變化等于克服重力做的功，即ΔEp＝－WG彈性勢能的變化等于克服彈力所做的功，即ΔEp＝－WF聯(lián)系兩種勢能分別以彈力、重力的存在為前提，又由物體的相對位置來決定，同屬于機(jī)械能的范疇，在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化要點(diǎn)2重力勢能和彈彈性勢能的異異同【例2】如圖4－2－2所示，質(zhì)量量相等的兩兩物體中間間連有一彈簧，現(xiàn)用用力F緩慢向上提提物體A，直到物體體B恰好離開地地面．開始時(shí)物體體A靜止在彈簧簧上面．設(shè)設(shè)開始時(shí)彈彈簧的彈性性勢能為Ep1，物體B剛要離開地地面時(shí)，彈彈簧的彈性性勢能為Ep2，則關(guān)于Ep1、)Ep2大小關(guān)系及及彈性勢能能變化ΔEp的說法中正正確的是(A．Ep1＝Ep2B．Ep1>Ep2C．ΔEp>0D．ΔEp<0圖4－2－2答案：A解析：開始時(shí)彈簧簧形變量為為x1，有kx1＝mg.它離開地面面時(shí)形變量量為x2，有kx2＝mg.可得x1＝x2，所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，選項(xiàng)A對．2．下列說法法中正確的的是()AA．任何發(fā)生生彈性形變變的物體都都具有彈性性勢能B．物體只要要發(fā)生了形形變，就一一定具有彈彈性勢能C．物體處于于某個(gè)位置置，重力勢勢能的大小小是唯一確確定的D．質(zhì)量大的的物體，重重力勢能一一定大要點(diǎn)3重力做功和和重力勢能能的關(guān)系1．重力做功功的特點(diǎn)只與運(yùn)動物物體的起點(diǎn)點(diǎn)和終點(diǎn)位位置有關(guān)，，而與運(yùn)動動物體所經(jīng)經(jīng)過的路徑無無關(guān)，WG＝－mgΔh＝mg(h1－h(huán)2)．2．重力勢能能(1)重力勢能是是狀態(tài)量，，它反映物物體在某一一位置因被被舉高所具有的能量量，在不同同的位置，，重力勢能能不同．(2)重力勢能是是標(biāo)量，其其正、負(fù)號號表示相對對于參考平平面重力勢能的高低低．(3)重力勢能具具有系統(tǒng)性性，它是物物體和地球球組成的系系統(tǒng)共同具有的．(4)重力勢能具具有相對性性．重力勢勢能的表達(dá)達(dá)式Ep＝mgh中的h是物體到參參考平面的的高度．當(dāng)當(dāng)物體在參參考平面的的上方時(shí)，，Ep為正值；當(dāng)當(dāng)物體在參參考平面的的下方時(shí)，，Ep為負(fù)值．參參考平面的的選取是任意意的，可視視具體問題而定定，通常情情況選擇地地面或運(yùn)動動物體所能達(dá)達(dá)到的最低低點(diǎn)作為參參考平面．．(5)重力勢能的的變化是絕絕對的，與與參考平面面的選擇無無關(guān)．3．重重力力做做功功和和重重力力勢勢能能的的關(guān)關(guān)系系重力力做做正正功功時(shí)時(shí)，，重重力力勢勢能能減減少少；；重重力力做做負(fù)負(fù)功功時(shí)時(shí)，，重重力力勢勢能能增加加，，其其關(guān)關(guān)系系式式是是WG＝Ep1－Ep2.【例3】如圖圖4－2－3所示示，，桌桌面面距距地地面面的的高高度度h2＝0.8m，一物物體體質(zhì)質(zhì)量量為為2kg，放放在在距距桌桌面面h1＝0.4m的支支架架上上(g取10m/s2)，求求：：物物體體由由支支架架下下落落到到桌桌面面的的過過程程中中重重力力勢勢能能的的變變化化量．圖4－2－3解：方方法一一：以桌面面為零零勢能能面，，物體體在支支架上上的高高度為為h1＝0.4m，則物物體在支支架上上的重重力勢勢能為為Ep1＝mgh1＝2×10××0.4J＝8J物體在在桌面面上的的重力力勢能能為Ep2＝0重力勢勢能變變化量量為ΔEp＝Ep2－Ep1＝－8J.負(fù)號表表示物物體從從支架架下落落到桌桌面的的過程程中重重力勢勢能是是減小小的．方法二二：物體由由支架架下落落到桌桌面過過程中中重力力做功功W＝mgh1＝2×10××0.4J＝8J重力做做正功功則重重力勢勢能減減小，，重力力勢能能減少少量為為8J.3．(雙選，，2011年惠陽陽高級級中學(xué)學(xué)期末末)關(guān)于重重力做做功，，下列列說法正正確的的是()BDA．重力力做