高一物理（粵教版)必修二第4章第2節(jié)《動能　勢能》（37張ppt）

歡迎進入物理課堂 第二節(jié)動能勢能 一 功和能的關(guān)系1 能量 一個物體能夠?qū)ζ渌矬w 則該物體具有能量 2 功與能的關(guān)系 做功的過程就是 的過程 做了多少功 就有多少能發(fā)生轉(zhuǎn)化 反之轉(zhuǎn)化了多少能就說明做了多少功 所以功是 的量度 功和能的單位相同 在國際單位制中 都是 做功 能量轉(zhuǎn)化和傳遞 能量轉(zhuǎn)化 焦耳 二 動能1 定義 物體由于 而具有的能量 2 動能表達式 1 動能與質(zhì)量和速度大小的定量關(guān)系的推導 質(zhì)量為m 初速度為v的物體 在水平桌面上運動 因受摩擦阻力f的作用 運動一段位移s后靜止下來 如圖 運動 則物體克服摩擦力做的功W 設運動的加速度大小為a 根據(jù)牛頓第二定律得f 由勻變速直線運動的公式有s 故W 根據(jù)功和能的關(guān)系 這個功在數(shù)值上就等于物體初始所具有的動能 2 公式 Ek ma fs 3 單位 符號J 1J 1kg m2 s2 1N m 4 動能是標量 且恒為 與物體速度方向 焦耳 正值 無關(guān) 三 重力勢能1 定義 由物體所處位置的 決定的能量 2 公式 Ep 3 單位 符號J 4 矢標量 重力勢能是 但有正值 負值之分 5 重力勢能的相對性 1 參考平面 重力勢能 的水平面 實際問題中 應視研究問題的方便選定參考平面 高度 mgh 焦耳 標量 為零 2 重力勢能的相對性 選擇不同的參考面 同一物體在同一位置的重力勢能 但重力勢能的差值與參考平面的選取 3 Ep mgh中 h是相對于參考平面的高度 當物體在參考平面以上時 重力勢能取 當物體在參考平面以下時 重力勢能取 不同 無關(guān) 正值 負值 四 彈性勢能1 定義 物體由于 而具有的能量 2 大小 跟 的大小有關(guān) 越大 彈性勢能也越大 對于彈簧來說 彈性勢能與 有關(guān) 當形變量一定時 越大的彈簧性勢能越大 3 勢能 與相互作用物體的 有關(guān)的能量 相對位置 發(fā)生形變 形變形變量 拉伸或壓縮長度 勁度系數(shù) 一 重力勢能的理解1 相對性 因為Ep mgh 高度h的相對性決定了重力勢能具有相對性 例如計算放在桌子上的物體具有多大的重力勢能時 可能有不同的結(jié)果 如右圖所示 若選擇桌面為參考面 物體的重力勢能為0 選擇地面為參考面 物體的重力勢能為正值 選擇桌面上方的某一高度為參考面 物體的重力勢能為負值 2 系統(tǒng)性 重力是地球與物體相互吸引引起的 如果沒有地球?qū)ξ矬w的吸引 就不會有重力 也不存在重力勢能 所以重力勢能是這個系統(tǒng)共同具有的 平時所說的 物體 的重力勢能只是一種簡化的說法 3 重力勢能是標量 物體的重力勢能為負值表示物體的重力勢能比在參考面上時具有的重力勢能要少 這跟用正負表示溫度高低是相似的 二 重力做功與重力勢能的區(qū)別與聯(lián)系 續(xù)上表 三 彈性勢能的理解1 彈性勢能的產(chǎn)生原因 1 物體發(fā)生了彈性形變 2 各部分間的彈力作用 2 彈性勢能的影響因素 1 彈簧的形變量x 2 彈簧的勁度系數(shù)k 3 彈性勢能與彈力做功的關(guān)系 如右圖所示 O為彈簧的原長處 1 彈力做負功時 如物體由O向A運動 壓縮 或者由O向A 運動 伸長 時 彈性勢能增大 其他形式能轉(zhuǎn)化為彈性勢能 2 彈力做正功時 如物體由A向O運動 或者由A 向O運動時 彈性勢能減小 彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 3 彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系為W彈 Ep 重力做功與重力勢能的變化 起重機以的加速度 將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升h高度 則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少 物體克服重力做功為多少 物體的重力勢能變化了多少 空氣阻力不計 解析 由物體運動的加速度 據(jù)牛頓第二定律可確定物體所受的合力及鋼索對物體的拉力 再由功的定義式及重力做功與重力勢能的變化關(guān)系求解 思維總結(jié) 重力做功量度重力勢能的改變 重力做多少功 物體的重力勢能就改變多少 重力做正功 重力勢能減少 重力做負功 重力勢能增加 還要理解重力做功與路徑無關(guān)的特點 變式訓練 1 關(guān)于重力做功和物體的重力勢能 下列說法不正確的是 A 重力對物體做正功時 物體的重力勢能一定減少B 物體克服重力做功時 物體的重力勢能一定增加C 地球上任何一個物體的重力勢能都是一個確定值D 重力做功的多少與重力勢能的變化都與參考平面的選取無關(guān) 解析 重力做正功 物體的重力勢能減少 重力做多少功 重力勢能就減少多少 A對 同理B對 物體的重力勢能大小除與其質(zhì)量有關(guān)外 還與物體所處的高度有關(guān) 在不同高度 零勢面確定 同一物體的重力勢能不同 C錯 重力做功的特點是重力做功多少只與初末位置的高度差有關(guān) 與參考面的選取無關(guān) 而重力勢能的變化等于重力做的功 故D對 答案 C 彈力做功與彈性勢能的關(guān)系 雙選 某緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡單模型 圖中k1 k2為原長相等 勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧 下列表述正確的是 A 緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)B 墊片向右移動時 兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C 墊片向右移動時 兩彈簧的長度保持相等D 墊片向右移動時 兩彈簧的彈性勢能發(fā)生改變 思路點撥 求解此題應把握以下三點 1 彈力大小的影響因素 2 兩彈簧間的作用力服從牛頓第三定律 3 彈性勢能的影響因素 解析 彈簧勁度系數(shù)k越大 向右壓縮越多 彈簧彈力越大 物體減速越快 緩沖效果越好 A錯 由牛頓第三定律可知兩彈簧彈力總是大小相等 B對 由于k1x1 k2x2 k1 k2 所以x1 x2 又因原長相等 故壓縮后兩彈簧的長度不相等 C錯 彈簧形變量越來越犬 彈性勢能越來越大 D對 答案 BD 基礎(chǔ)達標 1 兩個物體質(zhì)量比為1 4 速度大小之比為4 1 則這兩個物體的動能之比 A 1 1B 1 4C 4 1D 2 1 2 雙選 關(guān)于對動能的理解 下列說法錯誤的是 A 凡是運動的物體都具有動能B 動能總為正值C 一定質(zhì)量的物體 動能變化時 速度一定變化 速度變化時 動能也一定變化D 動能不變的物體 一定處于平衡狀態(tài) CD 3 一位同學從一樓走到三樓的過程中 下列說法正確的是 A 重力做正功 重力勢能增大B 重力做正功 重力勢能減小C 重力做負功 重力勢能增大D 重力做負功 重力勢能減小 解析 從一樓走到三樓的過程中重力的方向與位移方向相反 故重力做負功 重力勢能增大 故C正確 答案 C 4 如右下圖所示 在豎直平面內(nèi) 將一物體沿三種不同的路徑自A移動至B 已知路徑 表示沿直線移動 路徑 表示沿曲線移動 路徑 表示沿折線A C B移動 重力所做的功分別記為W1 W2 W3 則 A W1 W2 W3B W1W2 W3D W1 W3 W2 解析 根據(jù)重力做功特點 重力做功與路徑無關(guān) 由初 末位置的高度差決定 所以W1 W2 W3 A項正確 答案 A 5 關(guān)于彈簧的彈性勢能 下列說法中正確的是 A 當彈簧變長時 它的彈性勢能一定增大B 當彈簧變短時 它的彈性勢能一定變小C 在拉伸長度相同時 k越大的彈簧 它的彈性勢能越大D 彈簧在拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能 解析 彈簧的彈性勢能取決于彈簧的形變量和勁度系數(shù) 而不是彈簧長度 所以只有C項正確 答案 C 6 質(zhì)量是50kg的人沿著長150m 傾角為30 的坡路走上土丘 重力對人做的功是多少 人克服重力做的功是多少 人的重力勢能增加了多少 g取10m s2 解析 重力對人做的功為WG mgLcos 90 30 50 10 150 0 5 J 3 75 104 J 即人克服重力做的功為3 75 104J 人的重力勢能增加了3 75 104J 答案 3 75 104J3 75 104J3 75 104J 能力提升 7 足球運動員將m 0 5kg的足球沿與水平方向成60 角的方向以10m s的速度踢出 則球被踢出的瞬間具有的動能為 A 25JB 12 5JC 6 25JD 37 5J 8 下面關(guān)于重力勢能的說法中 正確的是 A 有A B兩個物體 A的高度是B高度的2倍 那么物體A的重力勢能的數(shù)值一定是物體B的2倍B 從同一高度將某一物體以相同的速度豎直上拋或平拋 從拋出到落地的過程中 物體重力勢能的變化是相同的C 有一物體從樓頂落到地面 如果受到空氣阻力 物體重力勢能的減少量小于自由下落時重力勢能的減少量D 重力做功時 不僅與物體運動的高度差有關(guān) 還與物體運動的路徑有關(guān) B 9 如圖所示的幾個運動過程中 物體彈性勢能增加的是 A 如圖甲 跳高運動員從壓桿到桿伸直的過程中 桿的彈性勢能B 如圖乙 人拉長彈簧過程中彈簧的彈性勢能 C 如圖丙 模型飛機用橡皮筋發(fā)射出去的過程中 橡皮筋的彈性勢能D 如圖丁 小球被彈簧向上彈起的過程中 彈簧的彈性勢能 解析 甲中桿的彈力做正功 彈性勢能減小 乙中彈簧的彈力做負功彈性勢能增加 丙中橡皮筋的彈性勢能減小 丁中彈簧向上彈起的過程中 彈簧的彈性勢能減小 故B正確 A C D錯誤 答案 B 10 雙選 在下列幾種情況中 甲乙兩物體的動能相等的是 A 甲的速度是乙的2倍 甲的質(zhì)量是乙的B 甲的質(zhì)量是乙的2倍 甲的速度是乙的C 甲的質(zhì)量是乙的4倍 甲的速度是乙的D 質(zhì)量相同 速度大小也相同 但甲向東運動 乙向西運動 11 雙選 物體在運動過程中克服重力做功10J 則在該過程中 A 重力對物體做功為10JB 重力對物體做功為 10JC 物體的重力勢能增加了10JD 物體的重力勢能減少了10J BC 感謝您的使用 退出請按ESC鍵 本小節(jié)結(jié)束 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全