【金牌学案】年高中物理 第四章 第二节 动能 势能课件 粤教必修2

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＝_______.12mv2

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mgh3．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－Ep24．弹性势能：物体由于弹性形变所具有的能量叫弹性势能，Ep＝______.122kx

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：BD1．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重力势能弹性势能定义物体由于高度而具有的势能发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有势能表达式Ep＝mgh

12Ep＝—kx

2相对性重力势能大小与零势能面的选取有关，但变化量与参考面的选取无关弹性势能与零势能位置选取有关，通常选自然长度时，势能为零系统性重力势能是物体与地球这一系统所共有的弹性势能是弹簧本身具有的能量与力做功的关系重力势能的变化等于克服重力做的功，即ΔEp＝－WG弹性势能的变化等于克服弹力所做的功，即ΔEp＝－WF联系两种势能分别以弹力、重力的存在为前提，又由物体的相对位置来决定，同属于机械能的范畴，在一定条件下可相互转化要点2重力势能和弹弹性势能的异异同【例2】如图4－2－2所示，质量量相等的两两物体中间间连有一弹簧，现用用力F缓慢向上提提物体A，直到物体体B恰好离开地地面．开始时物体体A静止在弹簧簧上面．设设开始时弹弹簧的弹性性势能为Ep1，物体B刚要离开地地面时，弹弹簧的弹性性势能为Ep2，则关于Ep1、)Ep2大小关系及及弹性势能能变化ΔEp的说法中正正确的是(A．Ep1＝Ep2B．Ep1>Ep2C．ΔEp>0D．ΔEp<0图4－2－2答案：A解析：开始时弹簧簧形变量为为x1，有kx1＝mg.它离开地面面时形变量量为x2，有kx2＝mg.可得x1＝x2，所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，选项A对．2．下列说法法中正确的的是()AA．任何发生生弹性形变变的物体都都具有弹性性势能B．物体只要要发生了形形变，就一一定具有弹弹性势能C．物体处于于某个位置置，重力势势能的大小小是唯一确确定的D．质量大的的物体，重重力势能一一定大要点3重力做功和和重力势能能的关系1．重力做功功的特点只与运动物物体的起点点和终点位位置有关，，而与运动动物体所经经过的路径无无关，WG＝－mgΔh＝mg(h1－h2)．2．重力势能能(1)重力势能是是状态量，，它反映物物体在某一一位置因被被举高所具有的能量量，在不同同的位置，，重力势能能不同．(2)重力势能是是标量，其其正、负号号表示相对对于参考平平面重力势能的高低低．(3)重力势能具具有系统性性，它是物物体和地球球组成的系系统共同具有的．(4)重力势能具具有相对性性．重力势势能的表达达式Ep＝mgh中的h是物体到参参考平面的的高度．当当物体在参参考平面的的上方时，，Ep为正值；当当物体在参参考平面的的下方时，，Ep为负值．参参考平面的的选取是任意意的，可视视具体问题而定定，通常情情况选择地地面或运动动物体所能达达到的最低低点作为参参考平面．．(5)重力势能的的变化是绝绝对的，与与参考平面面的选择无无关．3．重重力力做做功功和和重重力力势势能能的的关关系系重力力做做正正功功时时，，重重力力势势能能减减少少；；重重力力做做负负功功时时，，重重力力势势能能增加加，，其其关关系系式式是是WG＝Ep1－Ep2.【例3】如图图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，一物物体体质质量量为为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：：物物体体由由支支架架下下落落到到桌桌面面的的过过程程中中重重力力势势能能的的变变化化量．图4－2－3解：方方法一一：以桌面面为零零势能能面，，物体体在支支架上上的高高度为为h1＝0.4m，则物物体在支支架上上的重重力势势能为为Ep1＝mgh1＝2×10××0.4J＝8J物体在在桌面面上的的重力力势能能为Ep2＝0重力势势能变变化量量为ΔEp＝Ep2－Ep1＝－8J.负号表表示物物体从从支架架下落落到桌桌面的的过程程中重重力势势能是是减小小的．方法二二：物体由由支架架下落落到桌桌面过过程中中重力力做功功W＝mgh1＝2×10××0.4J＝8J重力做做正功功则重重力势势能减减小，，重力力势能能减少少量为为8J.3．(双选，，2011年惠阳阳高级级中学学期末末)关于重重力做做功，，下列列说法正正确的的是()BDA．重力力做