粵教高中物理必修2第四章第二節(jié)《動能勢能》導學案

《粵教高中物理必修2第四章第二節(jié)《動能勢能》導學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《粵教高中物理必修2第四章第二節(jié)《動能勢能》導學案（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、3 / 102019最新粵教版高中物理必修2第四章第二節(jié)動能 勢能導學案課前自主預習1 .定義：一個物體能對其他物體做功，就說這個物體具有 -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.功是過程量，能量是狀態(tài)量，功是 的量度.3 .物體由于 而具有的能量稱為動能，用Ek表示；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=mgh.4 .我國“神舟”號飛船返回艙的質(zhì)量約是3X103kg,返回時進入大氣層時的速度約是8km/s,它的動能約是（）A. 2.4 X 106 JB. 1.92X1010JC. 9.6 X 1010JD.

2、 0解析：根據(jù)動能的計算公式Ek=1mv2可知飛船的動能為9.6X1010 J,即C答案正2確。答案：C5 .關于重力勢能，下列說法中正確的是（）A.物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定8 .物體與零勢面的距離越大 ，它的重力勢能也越大C. 一個物體的重力勢能從一 5J變化到3J,重力勢能減少了D.重力勢能的減少量等于重力對物體做的功解析：重力勢能的大小跟零勢能面的選取有關，故A答案正確；物體離零勢能越高則重力勢能越大，距離越大可以是在零勢能面下方，故答案B錯誤；物體的重力勢能從-5J變 化到3J,重力勢能增加了 2J,故答案C錯誤；答案D所述正確。答案：D答案：1、能量2、轉(zhuǎn)化，

3、發(fā)生轉(zhuǎn)化，能量轉(zhuǎn)化3、運動，重力，乘積課堂互動探究知識點1功與能的關系圖 4-2-1新知探究在安徽廣德太極洞內(nèi)，有一塊狀如臥兔的石頭。石頭正 中央有一個光滑圓潤的小洞，如圖4-2-1所示。這個小洞是 怎么形成的呢？原來，在這塊石頭的上方，有水滴連接不斷地 從縫里滴落下來，而且總是滴落在同一個地方。幾百年過去 了,幾千年，甚至幾萬年 水滴鍥而不舍，日雕月琢，終于滴 穿了這塊石頭，成為今天太極洞內(nèi)的一大奇觀。許多古今中外事業(yè)有成就的人，在前進的道路上，不都是靠 這種 水滴石穿”的精神嗎？這個故事告訴我們做事一定要 專一，滴水穿石。從物理的角度看，為什么水滴會把石頭給滴穿呢？水滴 從高處落下時重力對

4、水滴 ,使得水滴落至石頭前的瞬間 具備一定的 ,也即水滴具有一定的 ，具有 的多個小水滴長時間堅持對石頭 造成的 答案：做功，速度，動能，動能，做功重點歸納對功與能量的關系的理解1、能量(1)概念：一個物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物體具有能量。(2)意義：能量反映的是物體具有對外做功本領的大小，而不是反映物體對外做功的多少。如一個物體對外做功的本領很大，但它卻可以不對外做功，也就是說，一個物體可以具有很大的能量，但它不一定要對外做功。(3)形式：能量具有各種不同的形式，如機械能、內(nèi)能、光能、化學能等。一切物體都具有能量，能量是物體的固有屬性，只是一種形式的運動對應著相應形式的 能。如由于機

5、械運動而具有的能就成為機械能。(4)能量是狀態(tài)量，是由物體的狀態(tài)所決定的，能量是標量，單位是焦耳。(5)實例例如流動的空氣可以做功，臺風、龍卷風可以拔起大樹、掀翻汽車、摧毀房屋，漲落的潮汐能推動水輪機轉(zhuǎn)動、被舉高的巨石、拉開的弓都具有能量。2、功是能量轉(zhuǎn)化的亮度做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。反之，轉(zhuǎn)化了多 少能量就說明做了多少功。功和能的單位相同，在國際單位制中都是焦耳(J)3、功和能的三點辨析(1)功和能是兩個不同的物理量 ，不能理解為功就能量，能就是功；(2)功對應著一個物理過程，能對應著物體存在的一個狀態(tài)，所以功是一個過程量，能是 一個狀態(tài)量。(3)功是

6、能量轉(zhuǎn)化的量度，不能理解成功轉(zhuǎn)化成了能量，也不能說物體具有多少功。例1(單選)有關功和能，下列說法正確的是()A .力對物體做了多少功，物體就具有多少能B.物體具有多少能，就一定能做多少功C.物體做了多少功，就有多少能量消失D .能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時，可以用功來量度能量轉(zhuǎn)化的多少解析：做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程 ，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，不同形式的能量間可以相互 轉(zhuǎn)化，但能的總量保持不變。功是過程量，能是狀態(tài)量，二者不能等同，而且物體具有的能量不 可能完全去做功，故選項A、B錯誤。物體做功的過程，是能量轉(zhuǎn)化的過程，不是能量消失的 過程，能量只能只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而且可以用

7、功來量度能量轉(zhuǎn)化的多少，故選項C錯誤，選項D正確。答案：D觸類旁通1.(單選)關于功和能，下列說法中正確的是()A.功和能具有相同的單位，二者在本質(zhì)上是相同的，所以功就是能，功可以轉(zhuǎn)化為能B.做功越多，物體的能就越多C.能量轉(zhuǎn)化中，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化越多D.功是物體能量的量度解析：功和能雖然具有相同的單位，但二者有本質(zhì)的區(qū)別，也不能互相轉(zhuǎn)化，故A錯；功 是過程量，能量是狀態(tài)量，一個物體具有的能量多，做功并不一定多，故B錯；功是能量轉(zhuǎn)化的 量度，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化越多，可知D錯,C正確。答案：C知識點2動能 新知探究如果我們用手直接將子彈扔向目標，則殺傷力很小，而從槍口射出的子彈殺傷力很大，

8、因為從槍口射出的子彈 很大,也很大；乒乓球從對面高速飛來 ，我們卻可以輕易抓住 它,因為乒乓球的速度雖然很大，但很小，故也很小；如果是鉛球高速飛來，我們卻不敢去接它，因為鉛球速度大而且較大,窺夭7可見，運動物體的能量與物體的 和都有關系。答案：速度，動能，質(zhì)量，動能，質(zhì)量，動能，速度，質(zhì)量重點歸納對動能的理解1、動能的概念：物體由于運動而具有的能量叫動能。1 22、表達式： EK = mv2文字表述：物體的動能等于物體的質(zhì)量與它的速度的平方乘積的一半。3、對動能概念的理解(1)動能是標量動能只與運動該物體質(zhì)量以及速率有關，而與其運動方向無關，即動能只有大小，沒有方向。(2)動能是狀態(tài)量速度是狀

9、態(tài)量，一定質(zhì)量的物體，速率不同，動能不同，動能也是狀態(tài)量。(3)動能是相對量選擇不同白參考系，物體的瞬時速度不同，也就有不同的動能。在研究地表附近物體的運 動時，一般都是以地面為參考系。例2(雙選)關于物體的動能，下列說法中正確的是()A. 一個物體的動能可能小于零B. 一個物體的動能與參考系的選取有關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撥：物體的動能由質(zhì)量和速度的大小決定淇表達式為Ek=2mv2.解析：因為v2是一個正值，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，所以動能與參考系的選取有關，選項

10、A錯,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、D對.答案：BD觸類旁通2.(單選)在h高處，以初速度Vo向水平方向拋出一個質(zhì)量為m的小球，不計空氣阻力_128. _m(v0_j2gh)21 ,2 C，、D. - m(Vo -2gh)2小球著地時動能為()A. 1m(Vo +2gh)221 ,2 人.、C. -m(Vo +2gh)2222,Vt =Vo + Vy=Vo +2gh ,2解析：物體做平拋運動，設落地速度為vt,由運動的合成和分解知12 12所以，小球著地的動能為 Ek= mvt =- m(v0 +2gh)。22答案：C知

11、識點3重力勢能新知探究三峽大壩是世界第一大的水電工程，于2006年5月20日全線圖 4-2-2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，三峽水庫于2011年9月10日零時正式啟動第四次175米試驗性蓄水，至18日19時，水庫水位已達到160.18米，如圖4-2-2所 示。修筑大壩的目的是使水位 從而增加水的 ，而 轉(zhuǎn)化為水的 ,從而推動渦輪機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)發(fā)電.答案：上升,重力勢能，重力勢能，動能 重點歸納對重力勢能的理解1、概念：由物體所處位置的

12、高度決定的能量成為重力勢能。如聳立在峭壁上的石頭，水電站水庫中的水都具有重力勢能。2、重力的功：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，其方向豎直向下，在地面附近其大小可看作恒量，G = mg。重力做功的特點是只與運動物體的起點和終點的位置有關，而與運動物體所經(jīng)過的路徑無關。3、重力勢能(1)表達式：Ep =mgh,即物體的重力勢能等于它所受重力的大小與所處高度的乘積。(2)單位：焦耳，簡稱“焦”，記為“ J”4、重力勢能的“四性”(1)系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球所組成的系統(tǒng)共同具有的能量，不是地球上物體獨有的，通常所說的物體的重力勢能是一種不確切的習慣說法。(2)相對性：重力勢能 Ep =m

13、gh與參考平面的選擇有關，式中的h是物體重心到參考平 面的高度。重力勢能是標量 ，只有大小而無方向，但有正負之分，當物體在參考平面之上時 ， 重力勢能Ep為正值；當物體在參考平面之下時，重力勢能Ep為負值。注意物體重力勢能的正、負的物理意義是表示比零勢能大還是比零勢能小。(3)參考平面選擇的任意性：視處理問題的方便而定，一般可選擇地面或物體運動時所達到的最低點為零勢能的參考點。(4)重力勢能變化的絕對性：物體從一個位置到另一個位置的過程中，重力勢能的變化與參考平面的選取無關，它的變化是絕對的。我們關注的是重力勢能的變化 ，這意味著能的轉(zhuǎn)化 問題。5、重力勢能的變化與重力做功的關系重力勢能的變化

14、過程，也是重力做功的過程，兩者密切相關。(1)當物體由高處運動到低處時 Wg 0, Ep1 Ep2,表明重力彳正功時，重力勢能減少，減 少的重力勢能等于重力所做的功。2 kg,放在距桌面(2)當物體由低處運動到高處時 Wg 0, Ep1 Ep2AEp0 D. AEp0解析：開始時彈簧形變量為 xi有kxi= mg.它離開地面時形變量為X2,有 kX2=mg.可得 Xi=X2，所以 Epi = Ep2,AEp= 0,選項 A 對.答案：A觸類旁通4.（單選）下列說法中正確的是 （）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.物體處于某個位置，重力勢能的

15、大小是唯一確定的D.質(zhì)量大的物體，重力勢能一定大解析：形變有彈性形變和非彈性形變，而發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢能，故A正確B錯誤。重力勢能的大小跟零勢能面的選取有關，故C選項錯誤，質(zhì)量大的物體如果離零勢能面低或在零勢能面下方，重力勢能也可以很小，故D選項錯誤。答案：A方法技巧易錯易混實驗透視方法技巧重力做功與重力勢能的變化重力做功只跟物體的初位置和末位置的高度差有關，跟物體運動的路徑無關。Wg= mg Ah=mg（h1一 h2）重力對物體做正功時，物體的重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功。重力 對物體做負功時，物體的重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功。例5在水平

16、面上平鋪著 n塊相同的醇，每塊磚的質(zhì)量都為 m,厚度為do若將這n塊磚 一塊一塊地疊放起來，至少需要做多少功？解析：外力所做的功，等于組成的系統(tǒng)重力勢能的增加。n塊磚平鋪在水平面上時，系nd統(tǒng)重心離地的高度為 d。當將它們疊放起來時，系統(tǒng)重心離地的高度為型。所以，至少需要做功 W = Ep2 -Epi = nmg -nmg = n（n-i）,mgd。222答案：見解析觸類旁通5.如圖4-2-6所示，一質(zhì)量為m、邊長為a的正方體與地面之間的 動摩擦因素后0.i。為使它水平移動距離 a，可以采用將它翻倒或向前勻速平推兩種方法則（）A.將它翻倒比平推前進做的功少B.將它翻倒比平推前進做的功多C.兩種

17、情況做功一樣多D.兩種情況做功多少無法比較解析：將它翻到需克服重力做功為Q2 -1 mga = 0.414mga,平推前進需克服摩擦力做的功是Nmga = 0.1mga,故答案B正確。答案：B隨堂練習一、單項選擇題1 . 1.關于物體的動能，正確的敘述是（）A.物體由于運動所具有的能，叫做動能B.物體的速度變化時，其動能一定變化C.物體的動能發(fā)生變化時，其質(zhì)量一定變化D.運動是絕對的，因此物體的動能一定不為零解析：動能是由于物體運動所具有的能，它的決定因素為物體的質(zhì)量和速度大小，與速度方向無關，同時具有相對性，與參考系的選取有關，故選項A對.答案：A2 .關于重力勢能，下列說法不正確的是（）A

18、.重力勢能具有相對性，在同一位置選取不同的零勢能面 ，重力勢能的數(shù)值可以不同B.重力勢能的變化量與零勢能面的選取無關C.重力勢能具有系統(tǒng)性，物體的重力勢能是物體和地球共有的D.選取不同的零勢面，重力勢能的變化量可以不同解析：重力勢能具有相對性和系統(tǒng)性，而重力勢能的變化是絕對的.答案：D3 .兩個物體質(zhì)量之比為1 ： 4,速度之比為4： 1，則兩個物體的動能之比為 （）A. 1 ： 1 B. 1 ： 4C. 4 ： 1 D, 2 ： 1解析：由 Ek = 1mv2,E1 ： E2 = m1 V2=1 4- = 4 ： 1.2m2 v2 4 1答案：C.雙項選擇題4 .石塊自由下落，由A點運動到B

19、點，重力做功10 J,則下列說法中正確的有（）A.由A到B,石塊的重力勢能增加了 10 JB.由A到B,石塊的重力勢能減小了10 J圖 4-2-7C.由A至ij B,10 J的勢能轉(zhuǎn)化為石塊的動能D.由A到B,石塊的動能減小了 10 J解析：重力做正功，重力勢能減少，而數(shù)值等于重力所做的功，故 選項B X1A錯；減少的勢能轉(zhuǎn)化為動能 ，選項C X1D錯.答案：BC5 .如圖42 7所示,某同學利用橡皮條將模型飛機彈出，在彈出過程中，下述說法正確的是（）A.橡皮條收縮，彈力對飛機做功B.飛機的動能減小C.橡皮條的彈性勢能減少D.飛機的重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為飛機的動能9 / 10解析：橡皮條收縮，彈

20、力對飛機做功，橡皮條的彈性勢能減小，飛機的動能和重力勢能均 增加,故選項A、C正確.答案：AC6.關于重力勢能，以下說法中正確的是（）A .某個物體處于某個位置，重力勢能的大小是唯一確定的8 .重力勢能為零的物體，也可能對別的物體做功C.物體做勻速直線運動時，重力勢能一定不變D.只要重力做功，重力勢能一定變化解析：由重力勢能表達式 Ep=mgh可知，由于高度h具有相對性，重力勢能的大小也具有 相對性，即處于某個位置的某個物體 ，在選擇不同的零勢面時，重力勢能的大小是不同的，故A 錯。重力勢能為零的物體，是指物體處于零勢面上，并不能表明物體不具有做功的本領，故B正確。物體的重力勢能是由物體的重力

21、和物體所處的高度共同決定的，只要物體的高度發(fā)生變化，物體的重力勢能一定發(fā)生變化，例如物體沿斜面勻速下滑時，高度減小，重力勢能將減小， 故C錯。重力的方向總是豎直向下的，重力做功時物體的高度肯定發(fā)生變化，重力勢能也一定發(fā)生變化，D正確。答案：BD課后鞏固提升一、單項選擇題9 .關于動能，下列說法正確的是（）A .質(zhì)量較大的物體的動能一定大于質(zhì)量較小的物體的動能B.動能既可為正值也可為負值C.動能不可能為負值D.只有宏觀物體才具有動能解析：動能的決定因素為物體的質(zhì)量和速率，且Ek =；mv2,它是由于物體的運動所具有的，故選項A、B、D錯.答案：C10 關于重力勢能，下列說法正確的是（）A.重力勢

22、能的大小只由重物本身決定B.重力勢能與重力做功有關，重力勢能為零時，重力不做功C.重力勢能是物體與地球組成的系統(tǒng)所共有的D.在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零解析：由重力勢能的表達式知選項A錯；由重力做功與重力勢能變化量的關系可知B錯；由重力勢能的系統(tǒng)性知C對；在地面上的物體，只要零勢面不選在地面上 ，它的重力勢能一定不等于零，所以D錯.答案：C11 在水平面上豎直放置一輕質(zhì)彈簧，有一個物體在它的正上方自由落下，在物體壓縮彈簧到其速度為零時（）A.物體的重力勢能最大B.物體的動能最大C.彈簧的彈性勢能最大D.彈簧的彈性勢能最小解析：當物體速度減為零時，動能為零，下落的高度最大，重力做功最大

23、，重力勢能減小最 大，彈簧壓縮量最大，彈簧的彈性勢能最大，故選項C對.答案：C12 如圖428所示，某物體分別沿三條不同的軌道 ，由離地高A點滑至B點，軌道H光滑，軌道I、出均有摩擦，則重力做功最多的是A.沿軌道I滑下B.沿軌道n滑下C.沿軌道出滑下D.沿三條軌道滑下時重力做功相等解析：重力做功與路徑無關，只決定于初、末位置的高度差.答案：D4 /圖 4一 2 一8、雙項選擇題13 關于彈力做功與彈性勢能的關系 關系的討論.下面的猜想有道理的是 （，我們在進行猜想時），當彈力做正功時，當彈力做正功時，當彈力做負功時，當彈力做負功時，可以參考重力做功與重力勢能的，彈性勢能將增加，彈性勢能將減小，

24、彈性勢能將增加，彈性勢能將減小解析：重力做正功，重力勢能減少,重力做負功，重力勢能增大.彈力做功與彈性勢能的A.彈力做功將引起彈性勢能的變化 B.彈力做功將引起彈性勢能的變化 C.彈力做功將引起彈性勢能的變化 D.彈力做功將引起彈性勢能的變化11 / 10變化相類似，故選項B、C正確.答案：BC14 為了使汽車的動能變?yōu)樵瓉淼?倍,下列措施中可行的是（）A .保持汽車的質(zhì)量不變，使汽車的速度提高為原來的4倍B.保持汽車的速度不變，使汽車的質(zhì)量提高為原來的4倍C.使汽車質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍的同時，汽車速度也提高為原來的2倍 1一D.使汽車速度變?yōu)樵瓉淼?倍的同時，汽車質(zhì)量也減小到原來的7倍解析：由

25、Ek = 2mv2,即可得答案b、D正確.答案：BD15 下列說法錯誤的是（）A .物體克服重力做了多少功，物體的重力勢能就減少多少B.重力對物體所做的功只跟起點和終點的位置有關，而跟該物體運動的路徑無關C.摩擦力對物體做功也與路徑無關D.物體沿不同路徑從一個位置移到另一個位置，克服摩擦阻力做的功一般不相等解析：物體克服重力做功，即重力做負功，重力勢能相應增加多少，故選項A錯誤,重力做 功的特點是只與始末位置的高度差有關，與運動路徑無關故選項B正確，摩擦力對物體做功與路程有關，也即與路徑有關故選項 C錯誤,選項D正確.答案：AC16 （2011年廣州七區(qū)期末）如圖42 9所示,用恒力F將質(zhì)量為

26、m 的物體沿固定斜面由底端勻速拉至頂端，則對這一過程下列說法正確的是（）A.重力做正功B.物體的重力勢能減少C.物體克服重力做功D.物體的重力勢能增加解析：物體高度上升，重力做負功，物體的重力勢能增加，故答案A、B錯誤；答案C、D 正確.答案：CD17 一質(zhì)量為 m= 5 kg的啞鈴被人從離地面 1 m處舉高到離地面 2 m高處,g取10 m/s2, 則()A.啞鈴在2 m高處的重力勢能為 100 JB.啞鈴在2 m高處的重力勢能一定不為零C.若取地面為零勢能面，則最后啞鈴的重力勢能為100 JD.無論取何處為零勢能平面，在此過程中啞鈴的重力勢能增加量均為50 J解析：選項 A、B中均未選取零

27、勢能面，故無法確定啞鈴的重力勢能的具體值為多少 ，所 以選項A、B錯誤，C正確；重力做功只跟始末位置的高度差有關 ，高度差為1m,可知答案D 正確。答案：CD三.非選擇題18 . 一質(zhì)量為m的物體受恒力 F的作用從速度V0開始做勻加速直線運動，問運動位移 為s后該物體的動能是多少？解：勻加速運動速度與位移的關系為v2-v2=2as而 a = F,得到 v2=v0+2Fs mm1 o 1 o因此 Ek= 2mv =mv0+Fs.19 . 一質(zhì)量為m的物體以V0豎直下落，在一段時間內(nèi)物體的速度變化量為Av,求在該段時間內(nèi)物體的重力勢能改變量.解：由勻加速運動速度與位移的關系v2v0=2gh在這段時間內(nèi)速度變化量為加=丫丫0,即vt= Av+ V0得到 2gh= MV0)(%+V0)= Av(2v0+ Av)Ep,長度為l,現(xiàn)壓縮彈簧，并使于是重力勢能減少了 Ep=mgh = 2m( zv)2+mv0Av.20 .已知彈簧的勁度系數(shù)為 k,在伸長時測得其彈性勢能為 得其彈性勢能依然為 Ep,那么壓縮彈簧的長度應該是多少？解：設彈簧原長為10,則伸長時彈簧的勢能為1212Ep=2kx =2k(1 10)得到 1o=1 x,x=“ 爺在縮短時，彈性勢能為Ep = 2kx2 = 2k(l0-l，2)得至ij l= l0 x即 l，= l-2x=l-22Ep# /10