2019-2020学年高中物理 第四章 机械能和能源 第二节 动能 势能学案 粤教版必修2

第二节动能势能1.理解动能的概念，了解标量，用动能的表达式进行相关分析和计算。2。了解重力势能的概念，知道重力势能具有相对性，用重力势能的表达式进行相关分析和计算，了解重力作用和重力势能的特性以及与重力势能变化的关系。3 .理解弹性势能的概念，知道弹性势能的大小与哪些因素有关。一、能源与能源的关系能量(1)概念：如果一个物体能给另一个物体施加力，我们就说这个物体有能量。(2)形式：能量有机械能、内能、光能、化学能、核能等多种形式，运动形式相当于多种形式的能量。功劳与能量的关系工作的过程是能量转换的过程。因为做了多少工作会产生多少变化，所以那件事是能量转换的尺度。1.弓箭发射的过程中，作用和能量转换是怎样的？提示：弓弦对箭做了正确的事，弓的弹性势能对箭做了多少事，弓弦对箭做了多少事，有多少弹性势能对箭做了动能。二、动能定义：运动引起的物体的能量。公式：ek=mv2。物体的动能等于物体质量与其速度的平方的一半。矢量标准：动能是标量，只有大小，没有方向。单位：与气力的单位一样，在国际单位制中，焦耳，缩写为焦点，符号为j2.枪口射出的子弹杀伤力很大，用手直接扔向目标的话杀伤力很小；乒乓球从对面高速飞来，我们容易抓住，铅球高速飞来，为什么不敢接呢？提示：运动物体的能量与速度和质量有关。三、重力势能重力势能(1)定义：由物体所在位置的高度决定的能量。(2)公式：ep=mgh。物体的重力势能等于它受到的重力大小乘以其位置的高度。(3)单位：行，符号j(4)矢量：重力势能为标量，但有正值和负值。重力操作的特征：移动的物体不是经过的路径，只与移动的物体的起点和终点的位置有关。重力工作与重力势能变化的关系(1)表达式：wg=ep1-ep2。(2)内容：重力做正确的事时，重力势能减少。重力做负作用时，重力势能增加。重力势能的相对性(1)参考平面：重力势能为零的水平面。根据实际问题中研究问题的方便选择。(2)重力势能的相对性：如果选择其他参考平面，同一位置同一物体的重力势能不同，但重力势能的差与参考平面的选择无关。(3)在ep=mgh中，h是相对于参照平面的高度，如果对象位于参照平面上方，则重力势能取正值；当物体位于参考平面以下时，重力势能为负。3.物体位于一定的高度时，具有一定的能量，所以从高处落下时，就以工作的方式释放这种能量。这种能量的大小与什么因素有关？提示：质量、高度。四、弹性势能定义：变形的物体恢复原状时，能给外界力量，所以有能量。弹性势能的大小弹性势能与变形大小相关。例如，弹簧的弹性势能与弹簧拉伸或压缩的长度有关。拉伸或压缩的长度越大，弹簧的弹性势能就越大。势能：与相互作用的物体的相对位置相关的能量都称为势能。橡皮筋越长，弹性势能就越大吗？提示：不。在弹性极限内，橡皮筋越长，弹性势能就越大。超出橡皮筋的弹性极限，橡皮筋增加，弹性势能不再增加。理解动能学生用书p53动能是标量动能只与运动物体的质量和速度相关，与运动方向无关。也就是说，动能只有大小，没有方向。动能是状态的量速度是状态的量，一定质量的物体，不同速度的动能不同，动能也是状态的量。动能是相对的量如果选择不同的参考系，物体的瞬时速度不同，动能也不同。研究表面附近物体的运动时，一般用地面作为基准。对动能的理解如下()a.动能是所有运动物体具有动能的普遍机械能的基本形式b.动能并不总是小于0的值，但是同一物体的动能大小对于其他参考系统是不同的c.特定质量的物体在动能改变时速度会恒定变化，但速度改变时动能不一定改变d.动能不变的物体必须处于平衡状态解决此问题时，应特别注意以下两点：(1)动能和速度的关系。(2)动能是标量。解决方法可通过下表逐个分析每个选项：选项分析结论a动能是物体运动产生的能量尼姆bek=mv2，v与参考系统选择相关尼姆c速度方向变更时，如果大小不变更，动能不会变更尼姆d匀速圆周运动的物体的动能保持不变，但不是处于平衡状态回答 abc动能是标量，在分析标量时，只需关注相应的数字大小。分析矢量时要考虑大小和方向两个因素。1.(多重选择)在以下几种情况下，甲和乙的动能是相同的()a.甲的速度是乙的两倍，乙的质量是甲的两倍b.甲的质量是乙的两倍，乙的速度是甲的两倍c.甲的质量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍d.质量相同，速度大小相同，但甲向东移动，乙向西移动分析：选择cd。动能反映出由于物体运动的能量状态，本身作为标量没有方向。根据动能的表达式ek=mv2，如果a的速度是b的两倍，质量是b的两倍，那么a就错了。同样，可以判断b错误，c对。动能是标量，没有方向，所以动能大小相等的话，d对。对重力势能的理解学生书p53对重力势能的理解(1)相对性由于ep=mgh，高度h的相对性，在计算重力势能放在桌子上的物体的重力势能时，可能会有不同的结果。如图所示，如果选择桌面作为参考平面，则物体的重力势能为0，选择地面作为参考平面，物体的重力势能为正值，桌面上方的一个高度是参考平面，物体的重力势能为负值。(2)系统性重力是由于地球和物体相互吸引而产生的，如果地球对物体没有吸引力，那么就没有重力，也没有重力势能，所以重力势能是这个系统共有的。平时称为“物体”的重力势能只是简单的陈述。(3)重力势能是标量如果物体的重力势能为负，则物体的重力势能小于参考平面上的能量，类似于正负表示温度的高低。重力工作和重力势能变化(1)重力作业的性质由于重力的大小和方向是恒定的，物体的重力所做的事情与物体的起始位置和结束位置的高度差，以及物体的运动路径无关。(2)重力势能和重力势能的变化重力势能是相对的，其值与参考平面的选择有关。delta ep=mgh所知道的重力势能的变化与对象所在位置的高度变化量有关，与参考平面选择无关。(3)重力工作与重力势能变化的关系