【金牌学案】高中物理 第四章 第二节 动能 势能课件 粤教版必修2.ppt

第二节动能势能 一 功和能1 定义 一个物体能对其他物体做功 就说这个物体具有 能量 转化 转化 2 功和能 做功的过程就是能量 的过程 做了多少 功 就有多少能量发生 能量转化 3 功是过程量 能量是状态量 功是 的量度 1 功只能用来量度物体在相互作用过程中能量变化了多少 而不能用来量度物体在某一状态所具有的能量 2 对于 功 无所谓转化 因此功和能量是两个不同的物理量 4 单位 功和能的单位都是 焦耳 二 动能 运动 1 定义 物体由于 而具有的能量称为动能 用ek表示 2 公式 ek 三 势能1 势能 与相互作用物体的相对位置有关的能量叫势能 2 重力势能 由物体所处位置的高度决定的能量 用ep表示 大小等于物体所受 的大小与所处高度的 公式ep 重力 乘积 mgh 3 重力做功与重力势能的关系 重力做正功时重力势能减 少 做负功时重力势能增加 即wg ep1 ep2 4 弹性势能 物体由于弹性形变所具有的能量叫弹性势能 ep 三峡大坝是世界第一大的水电工程 于2006年5月20日全线建成 2010年7月19日 三峡大坝将迎来一次峰值在65000立方米每秒左右的洪水 堪比1998年长江三峡河段的最高峰值 这也将是三峡水库建成以来所面临的规模最大的一次洪水挑战 经国家防总批准 三峡水库于2011年9月10日零时正式启动第四次175米试验性蓄水 至18日19时 水库水位已达到160 18米 修筑大坝的目的是什么 在发电过程中存在着怎样的能量 转化关系 图4 2 1 答案 修筑大坝的目的是使水位上升从而增加水的重力势能 而重力势能转化为水的动能 从而推动涡轮机转动实现发电 要点1 动能的理解 1 动能是标量 动能的取值只能为正值或零 不会有负值 2 动能是状态量 描述的是物体在某一时刻的运动状态 对于某一物体来说 若运动状态 或瞬时速度 确定了 则动能ek就确定了 3 动能具有相对性 由于取不同的参考系 同一物体的瞬时速度有不同值 所以同一状态下 物体的动能大小与参考系有关 在一般情况下 若无特殊说明 取大地为参考系 例1 双选 关于物体的动能 下列说法中正确的是 a 一个物体的动能可能小于零b 一个物体的动能与参考系的选取有关c 两质量相同的物体若动能相同 则物体的速度也一定相同d 两质量相同的物体若动能相同 则物体的速度不一定相同 思路点拨 物体的动能由质量和速度的大小决定 其表达 解析 因为v2是一个正值 所以物体的动能不可能小于零 且速度的大小与参考系的选取有关 所以动能与参考系的选取有关 选项a错 b对 两质量相同的物体若动能相同 则物体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错 d对 答案 bd 1 下列关于动能的说法中 正确的是 b a 运动物体所具有的能就是动能b 质量恒定的物体的动能发生变化 速度一定变化 当其速度发生变化时 动能不一定变化c 质量为m的物体做匀变速运动 某时刻速度为v1 则d 物体在外力f作用下做加速运动 当力f减小时 其动能也逐渐减小 物体在全过程的动能都是 要点2 重力势能和弹性势能的异同 例2 如图4 2 2所示 质量相等的两物体中间连有一弹簧 现用力f缓慢向上提物体a 直到物体b恰好离开地面 开始时物体a静止在弹簧上面 设开始时弹簧的弹性势能为ep1 物体b刚要离开地面时 弹簧的弹性势能为ep2 则关于ep1 ep2大小关系及弹性势能变化 ep的说法中正确的是 a ep1 ep2b ep1 ep2c ep 0 d ep 0 图4 2 2 答案 a 解析 开始时弹簧形变量为x1 有kx1 mg 它离开地面时形变量为x2 有kx2 mg 可得x1 x2 所以ep1 ep2 ep 0 选项a对 2 下列说法中正确的是 a a 任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能b 物体只要发生了形变 就一定具有弹性势能c 物体处于某个位置 重力势能的大小是唯一确定的d 质量大的物体 重力势能一定大 要点3 重力做功和重力势能的关系 1 重力做功的特点只与运动物体的起点和终点位置有关 而与运动物体所经过的路径无关 wg mg h mg h1 h2 2 重力势能 1 重力势能是状态量 它反映物体在某一位置因被举高所具有的能量 在不同的位置 重力势能不同 2 重力势能是标量 其正 负号表示相对于参考平面重力势能的高低 3 重力势能具有系统性 它是物体和地球组成的系统共同具有的 4 重力势能具有相对性 重力势能的表达式ep mgh中的h是物体到参考平面的高度 当物体在参考平面的上方时 ep为正值 当物体在参考平面的下方时 ep为负值 参考平面的选取是任意的 可视具体问题而定 通常情况选择地面或运动物体所能达到的最低点作为参考平面 5 重力势能的变化是绝对的 与参考平面的选择无关 3 重力做功和重力势能的关系 重力做正功时 重力势能减少 重力做负功时 重力势能 增加 其关系式是wg ep1 ep2 例3 如图4 2 3所示 桌面距地面的高度h2 0 8m 一物体质量为2kg 放在距桌面h1 0 4m的支架上 g取10m s2 求 物体由支架下落到桌面的过程中重力势能的变化量 图4 2 3 解 方法一 以桌面为零势能面 物体在支架上的高度为 h1 0 4m 则物体在支架上的重力势能为 ep1 mgh1 2 10 0 4j 8j 物体在桌面上的重力势能为ep2 0 重力势能变化量为 ep ep2 ep1 8j 负号表示物体从支架下落到桌面的过程中重力势能是减小 的 方法二 物体由支架下落到桌面过程中重力做功w mgh1 2 10 0 4j 8j 重力做正功则重力势能减小 重力势能减少量为8j 3 双选 2011年惠阳高级中学期末 关于重力做功 下列 说法正确的是 bd a