《動(dòng)能勢(shì)能》課件（2）

第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)能動(dòng)能 勢(shì)能勢(shì)能1能量：一個(gè)物體能對(duì)其他物體做功，就能量：一個(gè)物體能對(duì)其他物體做功，就說(shuō)這個(gè)說(shuō)這個(gè)物體具有物體具有_能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化發(fā)生轉(zhuǎn)化發(fā)生轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化2功功和能：做功的過程就是能量和能：做功的過程就是能量_的過程做了多的過程做了多少功，少功， 就有多少能量就有多少能量_功是過程量，能量是狀態(tài)功是過程量，能量是狀態(tài)量，功是量，功是_的量度的量度3物體由于_而具有的能量稱為動(dòng)能，用 Ek 表示；由物體所處位置的高度決定的能量稱為重力勢(shì)能，用 Ep 表示，大小等于物體所受_的大小與所處高度的_，公式 Epmgh.運(yùn)動(dòng)重力乘積4我國(guó)“神舟”七號(hào)飛船返回艙的質(zhì)量約是 3103 kg，返回時(shí)進(jìn)入大氣層時(shí)的速度約是 8 km/s，它的動(dòng)能約是()CA2.4106 JC9.61010 JB1.921010 JD05關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()DA物體的位置一旦確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定B物體與零勢(shì)能面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大C一個(gè)物體的重力勢(shì)能從5 J 變化到3 J，重力勢(shì)能減少了D重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體所做的功知識(shí)點(diǎn) 1功與能的關(guān)系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(gè)光滑圓潤(rùn)的小洞，如圖 421 所示這個(gè)小洞是怎么形成的呢？原來(lái)，在這塊石頭的上方，有水滴接連不斷地從巖縫里滴落下來(lái)，而且總是滴落在同一個(gè)地方幾百年過去了，幾千年，甚至幾萬(wàn)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)的一大奇觀圖 421討論：速度動(dòng)能動(dòng)能做功水滴從高處落下時(shí)重力對(duì)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(gè)小水滴長(zhǎng)時(shí)間堅(jiān)持對(duì)石頭_造成了水滴石穿1能量：(1)概念：一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，就說(shuō)這個(gè)物體具有能量做功(2)意義：能量反映的是物體具有對(duì)外做功本領(lǐng)的大小，而不是反映物體對(duì)外做功的多少如一個(gè)物體對(duì)外做功的本領(lǐng)很大，但它卻可以不對(duì)外做功，也就是說(shuō)，一個(gè)物體可以具有很大的能量，但它不一定要對(duì)外做功(3)形式：能量具有各種不同的形式，如機(jī)械能、內(nèi)能、光能、化學(xué)能等注意：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(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著相應(yīng)形式的能如由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)而具有的能叫機(jī)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(biāo)量，單位是焦耳(5)實(shí)例：流動(dòng)的空氣可以做功；臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)可以拔起大樹、掀翻汽車、摧毀房屋；漲落的潮汐能推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；被舉高的巨石、拉開的弓都具有能量2功是能量轉(zhuǎn)化的量度：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(shuō)明做了多少功3功和能的三點(diǎn)辨析：(1)功和能是兩個(gè)不同的物理量，不能理解為功就是能量，能就是功(2)功對(duì)應(yīng)著一個(gè)物理過程，能對(duì)應(yīng)著物體存在的一個(gè)狀態(tài)，所以功是一個(gè)過程量，能是一個(gè)狀態(tài)量(3)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，不能理解為功轉(zhuǎn)化成了能量，也不能說(shuō)物體具有多少功【例 1】有關(guān)功和能，下列說(shuō)法正確的是()A力對(duì)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(shí)，可以用功來(lái)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，兩者不能等同，而且物體具有的能量不可能完全去做功，故選項(xiàng) A、B 錯(cuò)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，能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而且可以用功來(lái)量度能量轉(zhuǎn)化的多少，故選項(xiàng) C 錯(cuò)誤，D 正確答案：D【觸類旁通】1關(guān)于功和能，下列說(shuō)法中正確的是()A功和能具有相同的單位，兩者在本質(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，物體具有的能就越多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，但兩者有本質(zhì)的區(qū)別，也不能互相轉(zhuǎn)化，故 A 錯(cuò)；功是過程量，能量是狀態(tài)量，一個(gè)物體具有的能量多，做功并不一定多，故 B 錯(cuò)；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(cuò)，C 對(duì)答案：C知識(shí)點(diǎn) 2動(dòng)能速度動(dòng)能如果我們用手直接將子彈扔向目標(biāo)，則殺傷力很小，而從槍口射出的子彈殺傷力卻很大，這是因?yàn)閺臉尶谏涑龅淖訌梍很大，_也很大；乒乓球從對(duì)面高速飛來(lái)，我們卻可以輕易抓住它，這是因?yàn)槠古仪虻乃俣入m然很大，但_很小，故_也很小；如果是鉛球高速飛來(lái)，我們卻不敢去接它，這是因?yàn)殂U球速度大而且_ 較大，_ 較大可見，運(yùn)動(dòng)物體的能量與物體的_ 和_都有關(guān)系動(dòng)能質(zhì)量動(dòng)能速度質(zhì)量質(zhì)量1概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能3理解：(1)動(dòng)能是標(biāo)量：動(dòng)能只與物體的質(zhì)量和速率有關(guān)，而與其運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，即動(dòng)能只有大小，沒有方向(2)動(dòng)能是狀態(tài)量：速度是狀態(tài)量，一定質(zhì)量的物體，速率不同，動(dòng)能不同，動(dòng)能也是狀態(tài)量(3)動(dòng)能是相對(duì)量：選擇不同的參考系，物體的瞬時(shí)速度不同，也就有不同的動(dòng)能在研究地表附近物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般都是以地面為參考系【例 2】(雙選)關(guān)于物體的動(dòng)能，下列說(shuō)法中正確的是()A一個(gè)物體的動(dòng)能可能小于零B一個(gè)物體的動(dòng)能與參考系的選取有關(guān)C兩質(zhì)量相同的物體若動(dòng)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(dòng)能相同，物體的速度不一定相同解析：因?yàn)?v2 是一個(gè)正值，所以物體的動(dòng)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(dòng)能與參考系的選取有關(guān)，A 錯(cuò)、B 對(duì)；兩質(zhì)量相同的物體若動(dòng)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(duì)答案：BD【觸類旁通】2在 h 高處，以初速度 v0 向水平方向拋出一個(gè)質(zhì)量為 m)C的小球，不計(jì)空氣阻力，小球著地時(shí)動(dòng)能為(知識(shí)點(diǎn) 3重力勢(shì)能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，三峽大壩迎來(lái)一次峰值在 65 000立方米每秒左右的洪水，堪比 1998 年長(zhǎng)江三峽河段的最高峰值，這也是三峽水庫(kù)建成以來(lái)所面臨的規(guī)模最大的一次洪水挑戰(zhàn)經(jīng)國(guó)家防總批準(zhǔn)，三峽水庫(kù)于 2011 年 9 月 10日零時(shí)正式啟動(dòng)第四次 175 米試驗(yàn)性蓄水，至 18 日 19 時(shí)，水庫(kù)水位已達(dá)到 160.18 米，如圖 422 所示圖 422討論：上升重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能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(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電1概念：由物體所處位置的高度決定的能量叫重力勢(shì)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做是恒量，Gmg.重力做功的特點(diǎn)是只與運(yùn)動(dòng)物體的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)物體所經(jīng)過的路徑無(wú)關(guān)3大?。?1)表達(dá)式：Epmgh，即物體的重力勢(shì)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(jiǎn)稱“焦”，記為“J”4重力勢(shì)能的“四性”：(1)系統(tǒng)性：重力勢(shì)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(dú)有的，通常所說(shuō)的物體的重力勢(shì)能是一種不確切的習(xí)慣說(shuō)法(2)相對(duì)性：重力勢(shì)能 Epmgh 與參考平面的選擇有關(guān)，式中的 h 是物體重心到參考平面的高度重力勢(shì)能是標(biāo)量，只有大小而無(wú)方向，但有正負(fù)之分當(dāng)物體在參考平面之上時(shí)，重力勢(shì)能為正值；當(dāng)物體在參考平面之下時(shí)，重力勢(shì)能為負(fù)值(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(yùn)動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的最低點(diǎn)為零勢(shì)能的參考點(diǎn)(4)重力勢(shì)能變化的絕對(duì)性：物體從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的過程中，重力勢(shì)能的變化與參考平面的選取無(wú)關(guān)，它的變化是絕對(duì)的5重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系：重力勢(shì)能的變化過程，也是重力做功的過程，兩者密切相關(guān)(1)當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí) WG0，Ep1Ep2.重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功(2)當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí) WG0，Ep10BEp1Ep2DEp0圖 425 解析：開始時(shí)彈簧形變量為 x1，有kx1mg.物體B 剛要離開地面時(shí)彈簧形變量為x2，有kx2mg.可得x1x2，所以 Ep1Ep2，Ep0，選項(xiàng) A 對(duì)答案：A【觸類旁通】4下列說(shuō)法中正確的是()AA任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能B物體只要發(fā)生了形變，就一定具有彈性勢(shì)能C物體處于某個(gè)位置，重力勢(shì)能的大小是唯一確定的D質(zhì)量大的物體，重力勢(shì)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(shì)能，故 A 正確、B 錯(cuò)誤；重力勢(shì)能的大小跟零勢(shì)能面的選取有關(guān)，故 C 錯(cuò)誤；質(zhì)量大的物體如果離零勢(shì)能面很近或在零勢(shì)能面下方，重力勢(shì)能也可以很小，故 D 錯(cuò)誤重力做功與重力勢(shì)能的變化1重力做功只跟物體的初位置和末位置的高度差有關(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，即 WGmghmg(h1h2)2重力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功；重力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，物體的重力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力所做的功【例 5】在水平面上平鋪著 n 塊相同的磚，每塊磚的質(zhì)量都為 m，厚度為 d.若將這 n 塊磚一塊一塊地疊放起來(lái)，至少需要做多少功？【觸類旁通】5如圖 426 所示，一質(zhì)量為 m、邊長(zhǎng)為 a 的正方體與地面之間的動(dòng)摩擦因素0.1.為使它水平移動(dòng)距離 a，可以采)B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(jìn)做的功少B將它翻倒比平推前進(jìn)做的功多C兩種情況做功一樣多D兩種情況做功多少無(wú)法比較圖 426