高一物理動能和勢能課件

第二節(jié)動能勢能第二節(jié)動能勢能1

核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓練課前自主學案第二節(jié)動能勢能課標定位 核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓練課前自主學案第二節(jié)動2課標定位學習目標：1.理解動能的概念，會用動能的表達式進行有關分析與計算．2．理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行有關分析與計算．3．理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關．4．了解彈性勢能的概念，知道它的大小與哪些因素有關．重點難點：重力勢能的計算，重力做功與重力勢能變化的關系．課標定位3課前自主學案一、功和能的關系1．能量

(1)概念：一個物體能夠?qū)ζ渌矬w_______，我們就說這個物體具有能量．(2)形式：能量有各種不同的形式，如機械能、內(nèi)能、光能、化學能、核能等，不同的運動形式對應于不同形式的能．做功課前自主學案一、功和能的關系做功42．功與能的關系做功的過程就是____________的過程，做了多少功，就有多少____發(fā)生轉(zhuǎn)化，所以功是_______________量度．功和能的單位相同，在國際單位制中，都是焦(J)．二、動能1．定義：物體由于______而具有的能量叫動能．能量轉(zhuǎn)化能能量轉(zhuǎn)化的運動2．功與能的關系能量轉(zhuǎn)化能能量轉(zhuǎn)化的運動52．公式：Ek＝__________物體的動能等于物體的________與它的__________________的一半．3．矢標性：動能是________，只有_______，沒有__________4．單位：與功的單位相同，在國際單位制中都是________，簡稱____，符號是____.質(zhì)量速度的平方乘積標量大小方向．焦耳焦J2．公式：Ek＝__________質(zhì)量速度的平方乘積標量大6思考感悟1．從槍口射出的子彈殺傷力很大，如果用手直接將子彈扔向目標，則殺傷力很小，這是為什么呢？乒乓球從對面高速飛來，我們可以輕易地接住它，如果是鉛球高速飛來，你還敢去接嗎？為什么？提示：運動物體的能量與速度和質(zhì)量有關思考感悟7三、重力勢能1．重力勢能的概念：由物體所處位置的______決定的能量叫做重力勢能．2．重力做功的特點：只與運動物體的______和______的位置有關，而與運動物體所經(jīng)過的路徑無關．3．重力勢能的公式和單位(1)公式：Ep＝________.物體的重力勢能等于它所受________的大小與所處_______的乘積．高度起點終點mgh重力高度三、重力勢能高度起點終點mgh重力高度8(2)單位重力勢能是________，它的單位與功的單位相同，在國際單位制中為焦耳，記為“J”．4．重力做功與重力勢能變化的關系(1)表達式：WG＝___________(2)內(nèi)容：重力做正功時，重力勢能_______，重力做負功時，重力勢能_________標量Ep1－Ep2減少增加．(2)單位標量Ep1－Ep2減少增加．95．重力勢能的相對性重力勢能是相對量，大小與參考平面(零勢能面)的選擇有關，要確定重力勢能，必須事先選定參考平面．在Ep＝mgh中，h是物體相對于參考平面的高度．當物體在參考平面以上時，重力勢能取_______；當物體在參考平面以下時，重力勢能取_________正值負值．5．重力勢能的相對性正值負值．10思考感悟2．蓬松的白雪，給人以恬靜、美麗的感覺．然而當雪崩(圖4－2－1)爆發(fā)時，以排山倒海之勢，摧毀沿途一切，給人類和自然界帶來災難．這是因為物體一旦處于一定高度時，就具有了一定的能量，而當它從高處落下時，這些能量就會以做功的方式釋放出來．這種能量的大小與哪些因素有關呢？提示：質(zhì)量，高度圖4－2－1思考感悟圖4－2－111四、彈性勢能1．定義：發(fā)生形變的物體，在恢復形變時都能夠_____________，因而具有能量，這種能量叫彈性勢能．2．彈性勢能的大小彈性勢能跟______的大小有關系，例如彈簧的彈性勢能跟彈簧被拉伸或壓縮的______有關；被拉伸或壓縮的_____越大，彈簧的彈性勢能就越大．3．勢能與相互作用物體的___________有關的能量都叫做勢能．對外做功形變長度長度相對位置四、彈性勢能對外做功形變長度長度相對位置12核心要點突破一、對功與能關系的理解功和能是兩個密切相關的物理量，但功和能有本質(zhì)的區(qū)別．功是反映物體間在相互作用過程中能量變化多少的物理量，是一個過程量；能是用來反映物體運動狀態(tài)的物理量．處于一定運動狀態(tài)(如速度和相對位置)的物體就有一定的能量．要實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化必須通過做功完成，也就是說做功是能量轉(zhuǎn)化的原因，并且做了多少功就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化．注意，轉(zhuǎn)化的是能量，我們不能說“功轉(zhuǎn)化為能量”．核心要點突破一、對功與能關系的理解13例如：人用手將籃球拋出，在拋球的過程中，球獲得了動能，同時人的化學能減少，人的化學能通過人對籃球做功轉(zhuǎn)化為籃球的動能．功與能的關系可以概括為：做功的過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)化過程，做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，即功是能量轉(zhuǎn)化的量度．例如：人用手將籃球拋出，在拋球的過程中，球獲得了動能，同時人14特別提醒：做功可以使物體的能量轉(zhuǎn)化，且量度了能量的變化．但功和能不能轉(zhuǎn)化，不能說成“功就是能”，也不可說“功變成了能”．即時應用(即時突破，小試牛刀)1．(單選)關于功和能的聯(lián)系與區(qū)別，下列說法中正確的是(

)A．功就是能，所以它們具有相同的單位B．功是能量的量度C．功是能量轉(zhuǎn)化的量度，所以它們具有相同的單位D．汽車在水平路上行駛時，牽引力做的功使汽車的勢能增加特別提醒：做功可以使物體的能量轉(zhuǎn)化，且量度了能量的變化．但功15解析：選C.功和能的單位都是焦耳，但不能說功就是能，因為功是過程量，做功的過程即是能量轉(zhuǎn)化的過程，所以功是能量轉(zhuǎn)化的量度，而不能說功是能量的量度．汽車在水平路面上行駛時，勢能不變，所以牽引力做功使汽車動能增加．二、對動能的理解1．動能是標量動能只與運動物體的質(zhì)量以及速率有關，而與其運動方向無關，即動能只有大小，沒有方向．解析：選C.功和能的單位都是焦耳，但不能說功就是能，因為功是162．動能是狀態(tài)量速度是狀態(tài)量，一定質(zhì)量的物體，速率不同，動能不同，動能也是狀態(tài)量．3．動能是相對量選擇不同的參考系，物體的瞬時速度不同，也就有不同的動能．在研究地表附近物體的運動時，一般都是以地面為參考系．2．動能是狀態(tài)量17高一物理動能和勢能ppt課件18高一物理動能和勢能ppt課件19三、對重力勢能的理解1．對重力勢能的理解(1)系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球所共有的，如果沒有地球，就根本沒有重力，物體也就不存在重力勢能，這一點與動能不同(動能是運動物體所單獨具有的)(2)標量：重力勢能是標量，只有大小而無方向，但有正、負，當物體在零勢能面以上時，重力勢能取正值；三、對重力勢能的理解20當物體在零勢能面以下時，重力勢能取負值；當物體處在零勢能面上時，重力勢能為零．比較物體的重力勢能大小時，要帶正、負號比較．即能量的正負表示大小，能量為正值時一定大于能量為負值時的情況．2．重力做功與重力勢能改變的關系(1)推導：若用Ep1表示物體在初位置h1處的重力勢能，用Ep2表示物體在末位置h2處的重力勢能．當物體在零勢能面以下時，重力勢能取負值；當物體處在零勢能面上21質(zhì)量為m的小球從高度為h1的A處運動到高度為h2的B處，如圖4－2－2所示，重力勢能的變化ΔEp＝mgh2－mgh1＝Ep2－Ep1，小球從高度A處運動到B處，重力做功為WG＝mg(h1－h(huán)2)＝mgh1－mgh2.(2)結(jié)論：WG＝－ΔEp物體從高處下落的過程中，WG>0，重力做正功，ΔEp＝(mgh2－mgh1)<0，即mgh1>mgh2，Ep1>Ep2，重力勢能減小，如圖4－2－2甲所示；物體做豎直上拋運動過程中，WG<0，重力做負功，即ΔEp＝mgh2－mgh1>0，所以Ep1<Ep2，重力勢能增加，如圖乙所示．質(zhì)量為m的小球從高度為h1的A處運動到高度為h2的B處，如圖22圖4－2－2圖4－2－2233．重力勢能的相對性重力勢能具有相對性，其值與零勢能面的選擇有關，要確定重力勢能，必須先選定零勢能面．(Ep＝mgh中h是物體相對于零勢能面的高度．)即時應用(即時突破，小試牛刀)3．(雙選)關于重力勢能，下列說法正確的是(

)A．重力勢能是一個定值B．當重力對物體做正功時，物體的重力勢能減小C．放在地面上的質(zhì)量不同的物體，它們的重力勢能一定相等D．重力勢能是物體和地球共有的，而不是物體單獨具有的3．重力勢能的相對性24解析：選BD.參考平面不同，物體的重力勢能不同，A錯；重力對物體做正功時，物體的重力勢能減少，B對；當取地面為參考平面時，地面上的物體所具有的重力勢能均為零，當參考平面不在地面上時，處于地面上物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關，C錯；重力勢能屬于物體和地球這個系統(tǒng)所共有，D對．解析：選BD.參考平面不同，物體的重力勢能不同，A錯；重力對25四、對彈性勢能的理解1．彈性勢能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對位置決定的．如卷緊的發(fā)條，拉長或壓縮的彈簧，拉開的弓，正在擊球的網(wǎng)球拍，撐桿跳運動員手中彎曲的桿等都具有彈性勢能．2．彈性勢能跟形變的大小有關：物體的形變量越大，物體具有的彈性勢能就越大．如彈簧的彈性勢能跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關，被拉伸或壓縮的長度越大，恢復原狀時對外界做的功就越多，彈簧彈性勢能就越大．四、對彈性勢能的理解263．彈性勢能也是系統(tǒng)所具有的，同重力勢能類似，彈性勢能的變化由彈力做功的多少來量度，即W彈＝－ΔEp彈．彈力做正功，彈性勢能減??；彈力做負功，彈性勢能增加．彈性勢能和重力勢能都是由相互作用的物體的相對位置決定的能量，這種與相互作用的物體的相對位置有關的能量叫勢能．3．彈性勢能也是系統(tǒng)所具有的，同重力勢能類似，彈性勢能的變化27即時應用

(即時突破，小試牛刀)圖4－2－34．如圖4－2－3所示，在光滑水平面上的物體與彈簧的右端連接，彈簧的左端固定在墻上．今用手給物體一個力使彈簧向左壓縮，放手后，物體向右運動到最大距離的過程中，彈簧的彈性勢能怎樣變化？即時應用(即時突破，小試牛刀)28解析：物體從開始運動到彈簧恢復原長的過程中，彈簧的彈性形變(壓縮量)減小，彈簧的彈性勢能減??；物體從原長繼續(xù)向右運動的過程中，彈簧的彈性形變(伸長量)變大，故彈簧的彈性勢能在增大．答案：彈簧的彈性勢能先減小后增大解析：物體從開始運動到彈簧恢復原長的過程中，彈簧的彈性形變(29課堂互動講練重力勢能的大小(單選)(2011年廣東藍田中學調(diào)研)質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h，如圖4－2－4所示．若以桌面為參考平面，那么小球落地時的重力勢能及整個過程中小球重力勢能的變化分別為(

)例1圖4－2－4課堂互動講練重力勢能的大小(單選)(30A．mgh，減少mg(H－h(huán))B．mgh，增加mg(H＋h)C．－mgh，增加mg(H－h(huán))D．－mgh，減少mg(H＋h)【精講精析】由于以桌面為參考平面，小球落地時的高度為－h(huán)，所以小球落地時的重力勢能Ep＝－mgh.整個過程中重力做的功為WG＝mg(H＋h)，所以小球的重力勢能就減少mg(H＋h)．【答案】

DA．mgh，減少mg(H－h(huán))31【方法總結(jié)】物體重力勢能的大小具有相對性，其大小與選取的參考平面有關，而物體重力勢能的變化則與選取的參考平面無關，具有絕對性．【方法總結(jié)】物體重力勢能的大小具有相對性，其大小與選取的參32(單選)一質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點．小球在水平力F作用下，從平衡位置P點很緩慢地移到Q點(如圖4－2－5所示)，則力F所做的功為(

)A．mgl·cosθB．mgl·(1－cosθ)C．Fl·cosθD．Fl·θ功和能的關系例2圖4－2－5(單選)一質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕33【精講精析】力F是變力，不能應用功的公式直接求解，可利用功能關系求解變力F做功．小球由平衡位置P點很緩慢地移動到Q點的過程中，速度趨向于零，動能不變．力F對小球做功，使小球的重心逐漸升高，重力勢能增加，即把其他形式的能轉(zhuǎn)化成重力勢能．即力F做的功等于重力勢能的增加，即WF＝mgh.因為h＝l－lcosθ，所以WF＝mgl(1－cosθ)．【答案】

B【精講精析】力F是變力，不能應用功的公式直接求解，可利用功34【方法總結(jié)】功是一個過程量，而能量是一個狀態(tài)量，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功能關系將能量變化與做功聯(lián)系起來．【方法總結(jié)】功是一個過程量，而能量是一個狀態(tài)量，功是能量轉(zhuǎn)35如圖4－2－6所示，質(zhì)量為m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中達到的最高點2的高度為h.重力做功和重力勢能的變化關系例3圖4－2－6如圖4－2－6所示，質(zhì)量為m的足球在地面36(1)足球由位置1運動到位置2時，重力所做的功是多少？足球克服重力所做的功是多少？足球的重力勢能增加了多少？(2)足球由位置2運動到位置3時，重力所做的功是多少？足球的重力勢能減少了多少？(3)足球由位置1運動到位置3時，重力所做的功是多少？足球的重力勢能變化了多少？(1)足球由位置1運動到位置2時，重力所做的功是多少？足球克37【思路點撥】

(1)重力做功與路徑無關，僅由初末位置決定．如果末位置比初位置高，則重力做負功；如果末位置比初位置低，則重力做正功．(2)由WG＝－ΔEp知，重力做正功，重力勢能減