高一物理課件（廣東專用）：第四章 第二節(jié)《動能 勢能》（粵教必修二）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第二節(jié)動能勢能 一 功和能1 定義 一個(gè)物體能對其他物體做功 就說這個(gè)物體具有 能量 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化 2 功和能 做功的過程就是能量 的過程 做了多少 功 就有多少能量發(fā)生 能量轉(zhuǎn)化 3 功是過程量 能量是狀態(tài)量 功是 的量度 1 功只能用來量度物體在相互作用過程中能量變化了多少 而不能用來量度物體在某一狀態(tài)所具有的能量 2 對于 功 無所謂轉(zhuǎn)化 因此功和能量是兩個(gè)不同的物理量 4 單位 功和能的單位都是 焦耳 二 動能 運(yùn)動 1 定義 物體由于 而具有的能量稱為動能 用Ek表示 2 公式 Ek 三 勢能1 勢能 與相互作用物體的相對位置有關(guān)的能量叫勢能 2 重力勢能 由物體所處位置的高度決定的能量 用Ep表示 大小等于物體所受 的大小與所處高度的 公式Ep 重力 乘積 mgh 3 重力做功與重力勢能的關(guān)系 重力做正功時(shí)重力勢能減 少 做負(fù)功時(shí)重力勢能增加 即WG Ep1 Ep2 4 彈性勢能 物體由于彈性形變所具有的能量叫彈性勢能 Ep 三峽大壩是世界第一大的水電工程 于2006年5月20日全線建成 2010年7月19日 三峽大壩將迎來一次峰值在65000立方米每秒左右的洪水 堪比1998年長江三峽河段的最高峰值 這也將是三峽水庫建成以來所面臨的規(guī)模最大的一次洪水挑戰(zhàn) 經(jīng)國家防總批準(zhǔn) 三峽水庫于2011年9月10日零時(shí)正式啟動第四次175米試驗(yàn)性蓄水 至18日19時(shí) 水庫水位已達(dá)到160 18米 修筑大壩的目的是什么 在發(fā)電過程中存在著怎樣的能量 轉(zhuǎn)化關(guān)系 圖4 2 1 答案 修筑大壩的目的是使水位上升從而增加水的重力勢能 而重力勢能轉(zhuǎn)化為水的動能 從而推動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)發(fā)電 要點(diǎn)1 動能的理解 1 動能是標(biāo)量 動能的取值只能為正值或零 不會有負(fù)值 2 動能是狀態(tài)量 描述的是物體在某一時(shí)刻的運(yùn)動狀態(tài) 對于某一物體來說 若運(yùn)動狀態(tài) 或瞬時(shí)速度 確定了 則動能Ek就確定了 3 動能具有相對性 由于取不同的參考系 同一物體的瞬時(shí)速度有不同值 所以同一狀態(tài)下 物體的動能大小與參考系有關(guān) 在一般情況下 若無特殊說明 取大地為參考系 例1 雙選 關(guān)于物體的動能 下列說法中正確的是 A 一個(gè)物體的動能可能小于零B 一個(gè)物體的動能與參考系的選取有關(guān)C 兩質(zhì)量相同的物體若動能相同 則物體的速度也一定相同D 兩質(zhì)量相同的物體若動能相同 則物體的速度不一定相同 思路點(diǎn)撥 物體的動能由質(zhì)量和速度的大小決定 其表達(dá) 解析 因?yàn)関2是一個(gè)正值 所以物體的動能不可能小于零 且速度的大小與參考系的選取有關(guān) 所以動能與參考系的選取有關(guān) 選項(xiàng)A錯(cuò) B對 兩質(zhì)量相同的物體若動能相同 則物體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錯(cuò) D對 答案 BD 1 下列關(guān)于動能的說法中 正確的是 B A 運(yùn)動物體所具有的能就是動能B 質(zhì)量恒定的物體的動能發(fā)生變化 速度一定變化 當(dāng)其速度發(fā)生變化時(shí) 動能不一定變化C 質(zhì)量為m的物體做勻變速運(yùn)動 某時(shí)刻速度為v1 則D 物體在外力F作用下做加速運(yùn)動 當(dāng)力F減小時(shí) 其動能也逐漸減小 物體在全過程的動能都是 要點(diǎn)2 重力勢能和彈性勢能的異同 例2 如圖4 2 2所示 質(zhì)量相等的兩物體中間連有一彈簧 現(xiàn)用力F緩慢向上提物體A 直到物體B恰好離開地面 開始時(shí)物體A靜止在彈簧上面 設(shè)開始時(shí)彈簧的彈性勢能為Ep1 物體B剛要離開地面時(shí) 彈簧的彈性勢能為Ep2 則關(guān)于Ep1 Ep2大小關(guān)系及彈性勢能變化 Ep的說法中正確的是 A Ep1 Ep2B Ep1 Ep2C Ep 0 D Ep 0 圖4 2 2 答案 A 解析 開始時(shí)彈簧形變量為x1 有kx1 mg 它離開地面時(shí)形變量為x2 有kx2 mg 可得x1 x2 所以Ep1 Ep2 Ep 0 選項(xiàng)A對 2 下列說法中正確的是 A A 任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能B 物體只要發(fā)生了形變 就一定具有彈性勢能C 物體處于某個(gè)位置 重力勢能的大小是唯一確定的D 質(zhì)量大的物體 重力勢能一定大 要點(diǎn)3 重力做功和重力勢能的關(guān)系 1 重力做功的特點(diǎn)只與運(yùn)動物體的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置有關(guān) 而與運(yùn)動物體所經(jīng)過的路徑無關(guān) WG mg h mg h1 h2 2 重力勢能 1 重力勢能是狀態(tài)量 它反映物體在某一位置因被舉高所具有的能量 在不同的位置 重力勢能不同 2 重力勢能是標(biāo)量 其正 負(fù)號表示相對于參考平面重力勢能的高低 3 重力勢能具有系統(tǒng)性 它是物體和地球組成的系統(tǒng)共同具有的 4 重力勢能具有相對性 重力勢能的表達(dá)式Ep mgh中的h是物體到參考平面的高度 當(dāng)物體在參考平面的上方時(shí) Ep為正值 當(dāng)物體在參考平面的下方時(shí) Ep為負(fù)值 參考平面的選取是任意的 可視具體問題而定 通常情況選擇地面或運(yùn)動物體所能達(dá)到的最低點(diǎn)作為參考平面 5 重力勢能的變化是絕對的 與參考平面的選擇無關(guān) 3 重力做功和重力勢能的關(guān)系 重力做正功時(shí) 重力勢能減少 重力做負(fù)功時(shí) 重力勢能 增加 其關(guān)系式是WG Ep1 Ep2 例3 如圖4 2 3所示 桌面距地面的高度h2 0 8m 一物體質(zhì)量為2kg 放在距桌面h1 0 4m的支架上 g取10m s2 求 物體由支架下落到桌面的過程中重力勢能的變化量 圖4 2 3 解 方法一 以桌面為零勢能面 物體在支架上的高度為 h1 0 4m 則物體在支架上的重力勢能為 Ep1 mgh1 2 10 0 4J 8J 物體在桌面上的重力勢能為Ep2 0 重力勢能變化量為 Ep Ep2 Ep1 8J 負(fù)號表示物體從支架下落到桌面的過程中重力勢能是減小 的 方法二 物體由支架下落到桌面過程中重力做功W mgh1 2 10 0 4J 8J 重力做正功則重力勢能減小 重力勢能減少量為8J 3 雙選 2011年惠陽高級中學(xué)期末 關(guān)于重力做功 下列 說法正確的是 BD A 重力做功與路程有關(guān)B 重力做功與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)C 重力做正功 重力勢能增加D 重力做負(fù)功 重力勢能增加解析 重力做功與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān) 與路徑無關(guān) 所以A項(xiàng)錯(cuò) B項(xiàng)正確 重力做正功 重力勢能減小 重力做負(fù)功 重力勢能增加 C項(xiàng)錯(cuò) D項(xiàng)正確 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全