2018-2019学年高中物理 第四章 机械能和能源 第二节 动能 势能课件 粤教版必修2.ppt

第二节动能势能,第四章机械能和能源,内容索引,自主预习预习新知夯实基础,重点探究启迪思维探究重点,达标检测检测评价达标过关,自主预习,1.能量：一个物体能够，说明这个物体具有能量.2.功和能的关系：功是能量转化的量度，做功的过程是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化.,一、功和能的关系,对其他物体做功,二、动能,1.定义：物体由于而具有的能量叫做.2.表达式：Ek.(1)物理意义：物体的动能等于物体的与它的的一半.(2)表达式中的速度是瞬时速度.(3)动能是(填“标量”或“矢量”)，是(填“过程”或“状态”)量.3.单位：动能的国际单位是，简称焦，用符号J表示.,质量,速度的平方乘积,标量,状态,运动,动能,焦耳,三、重力势能,1.概念：由物体所处位置的决定的能量.2.重力做的功：(1)做功表达式：WGmghmgh1mgh2，式中h指初位置与末位置的；h1、h2分别指、的高度.(2)做功的正负：物体时重力做正功；物体被时重力做负功.(3)做功的特点：只与运动物体的有关，而与运动物体所经过的无关.,高度,高度差,初位置,末位置,下降,举高,起点和终点的位置,路径,3.重力势能：(1)定义：物体的重力与所处高度的乘积.(2)大小：表达式：Ep；单位：，符号：J.(3)标矢性：重力势能是，只有大小，没有方向.(4)重力做功与重力势能变化的关系表达式：WGEp.重力做正功，重力势能；重力做负功，重力势能.,mgh,焦耳,标量,mgh1mgh2,减少,增加,4.重力势能的相对性：(1)参考平面：物体的重力势能总是相对于某一来说的，这个_叫做参考平面.在参考平面上，物体的重力势能取作.(2)重力势能的相对性特点选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是的.对选定的参考平面，上方物体的重力势能是值，下方物体的重力势能是值，负号表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能.5.重力势能的系统性：重力势能是与所组成的系统共有的.,水平面,水平,面,0,不同,正,负,小,物体,地球,四、弹性势能,1.定义：发生的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有能量.2.大小：跟的大小有关，越大，弹性势能也越大.对于弹簧来说，弹性势能与有关；当形变量一定时，_越大的弹簧弹性势能越大.3.势能：与相互作用物体的有关的能量.,形变,形变量,形变量,拉伸或压缩长度,劲度系,数,相对位置,答案,即学即用1.判断下列说法的正误.(1)动能不变的物体，一定处于平衡状态.()(2)某物体的速度加倍，它的动能也加倍.()(3)一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化.()(4)同一物体在不同位置的重力势能分别为Ep13J，Ep210J，则Ep10，则表示物体的动能增加，若EkWBWCB.WAWBWC,答案,解析,解析由重力做功特点知：WAWBWC，故C对.,如图4所示，质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处.求下列两种情况下，重力做的功和重力势能的变化量，并分析它们之间的关系.(1)以地面为零势能参考面；,三、重力势能,导学探究,图4,答案重力做的功WGmghmg(h2h1)，选地面为零势能参考面，EpAmgh2，EpBmgh1，重力势能的变化量Epmgh1mgh2mgh.,答案,(2)以B处所在的高度为零势能参考面.,答案选B处所在的高度为零势能参考面，重力做功WGmghmg(h2h1).物体的重力势能EpAmg(h2h1)mgh，EpB0，重力势能的变化量Ep0mghmgh.综上两次分析可见WGEp，即重力做的功等于重力势能的变化量的负值，而且重力势能的变化与零势能参考面的选取无关.,答案,1.重力做功与重力势能变化的关系：WGEp1Ep2Ep两种情况：,知识深化,2.重力势能的相对性物体的重力势能总是相对于某一水平参考面，选不同的参考面，物体重力势能的数值是不同的.故在计算重力势能时，必须首先选取参考平面.3.重力势能的变化量与参考平面的选择无关.,例3下列关于重力势能的说法正确的是A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从5J变化到3J，重力势能增加了D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零,答案,解析,解析物体的重力势能与参考平面的选取有关，同一物体在同一位置相对不同的参考平面的重力势能不同，A选项错；物体在零势能面以上，距零势能面的距离越大，重力势能越大，物体在零势能面以下，距零势能面的距离越大，重力势能越小，B选项错；重力势能中的正、负号表示大小，5J的重力势能小于3J的重力势能，C选项对；只有选地面为零势能面时，地面上的物体的重力势能才为零，否则不为零，D选项错.,例4如图5所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一光滑小钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知ODl，则小球由A点运动到C点的过程中，重力做功为多少？重力势能改变了多少？,答案,解析,图5,负号表示小球的重力势能减少了.,重力做功与重力势能变化的关系：WGEp1Ep2Ep，即重力势能变化多少是由重力做功的多少唯一量度的，与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关.,如图6所示，滑块与墙壁间夹有一轻质弹簧，用力将滑块向左推，使弹簧压缩，松手后，弹簧会将滑块弹出，若压缩量变大，则滑块弹出的距离会怎样变化？若劲度系数不同的弹簧，在压缩量相同的情况下，滑块弹出的距离哪个更大？,四、弹性势能,导学探究,答案压缩量变大，滑块弹出的距离变大；压缩量相同时劲度系数大的弹簧，滑块弹出得远.,答案,图6,1.弹力做功与弹性势能变化的关系(1)关系：弹力做正功时，弹性势能减少，弹力做负功时，弹性势能增加，并且弹力做多少功，弹性势能就变化多少.(2)表达式：W弹EpEp1Ep2.2.使用范围：在弹簧的弹性限度内.注意：弹力做功和重力做功一样，也和路径无关，弹性势能的变化只与弹力做功有关.,知识深化,例5如图7所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F，使物体缓慢压缩弹簧，当推力F做功100J时，弹簧的弹力做功_J，以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，则弹簧的弹性势能为_J.,图7,100,100,解析在物体缓慢压缩弹簧的过程中，推力F始终与弹簧弹力等大反向，所以推力F做的功等于克服弹簧弹力所做的功，即W弹WF100J.由弹力做功与弹性势能的变化关系知，弹性势能增加了100J.,答案,解析,达标检测,1,2,3,1.(对动能的理解)(多选)关于动能的理解，下列说法正确的是A.一般情况下，Ekmv2中的v是相对于地面的速度B.动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关C.物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反D.当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化,答案,解析,4,解析动能是标量，由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关.动能具有相对性，无特别说明，一般指相对于地面的动能.选A、B.,2.(重力势能的理解)关于重力势能，下列说法正确的是A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的B.处在同一高度的物体，具有的重力势能相同C.重力势能是标量，不可能有正、负值D.浮在海面上的小船的重力势能一定为零,答案,解析,1,2,3,4,解析重力势能具有系统性，重力势能是物体与地球共有的，故A正确；重力势能等于mgh，其中h是相对于参考平面的高度，参考平面不同，h不同，另外质量也不一定相同，故处在同一高度的物体，其重力势能不一定相同，选项B错误；重力势能是标量，但有正负，负号表示物体在零势能参考平面的下方，故C错误；零势能面的选取是任意的，并不一定选择海平面为零势能面，故浮在海面上的小船的重力势能不