高一物理（粵教版)必修二第4章第2節(jié)《動(dòng)能　勢(shì)能》（37張ppt）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第二節(jié)動(dòng)能勢(shì)能 一 功和能的關(guān)系1 能量 一個(gè)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(guò)程就是 的過(guò)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(shuō)明做了多少功 所以功是 的量度 功和能的單位相同 在國(guó)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(dòng)能1 定義 物體由于 而具有的能量 2 動(dòng)能表達(dá)式 1 動(dòng)能與質(zhì)量和速度大小的定量關(guān)系的推導(dǎo) 質(zhì)量為m 初速度為v的物體 在水平桌面上運(yùn)動(dòng) 因受摩擦阻力f的作用 運(yùn)動(dòng)一段位移s后靜止下來(lái) 如圖 運(yùn)動(dòng) 則物體克服摩擦力做的功W 設(shè)運(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的公式有s 故W 根據(jù)功和能的關(guān)系 這個(gè)功在數(shù)值上就等于物體初始所具有的動(dòng)能 2 公式 Ek ma fs 3 單位 符號(hào)J 1J 1kg m2 s2 1N m 4 動(dòng)能是標(biāo)量 且恒為 與物體速度方向 焦耳 正值 無(wú)關(guān) 三 重力勢(shì)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(hào)J 4 矢標(biāo)量 重力勢(shì)能是 但有正值 負(fù)值之分 5 重力勢(shì)能的相對(duì)性 1 參考平面 重力勢(shì)能 的水平面 實(shí)際問(wèn)題中 應(yīng)視研究問(wèn)題的方便選定參考平面 高度 mgh 焦耳 標(biāo)量 為零 2 重力勢(shì)能的相對(duì)性 選擇不同的參考面 同一物體在同一位置的重力勢(shì)能 但重力勢(shì)能的差值與參考平面的選取 3 Ep mgh中 h是相對(duì)于參考平面的高度 當(dāng)物體在參考平面以上時(shí) 重力勢(shì)能取 當(dāng)物體在參考平面以下時(shí) 重力勢(shì)能取 不同 無(wú)關(guān) 正值 負(fù)值 四 彈性勢(shì)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(shì)能也越大 對(duì)于彈簧來(lái)說(shuō) 彈性勢(shì)能與 有關(guān) 當(dāng)形變量一定時(shí) 越大的彈簧性勢(shì)能越大 3 勢(shì)能 與相互作用物體的 有關(guān)的能量 相對(duì)位置 發(fā)生形變 形變形變量 拉伸或壓縮長(zhǎng)度 勁度系數(shù) 一 重力勢(shì)能的理解1 相對(duì)性 因?yàn)镋p mgh 高度h的相對(duì)性決定了重力勢(shì)能具有相對(duì)性 例如計(jì)算放在桌子上的物體具有多大的重力勢(shì)能時(shí) 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(shì)能為0 選擇地面為參考面 物體的重力勢(shì)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(shì)能為負(fù)值 2 系統(tǒng)性 重力是地球與物體相互吸引引起的 如果沒(méi)有地球?qū)ξ矬w的吸引 就不會(huì)有重力 也不存在重力勢(shì)能 所以重力勢(shì)能是這個(gè)系統(tǒng)共同具有的 平時(shí)所說(shuō)的 物體 的重力勢(shì)能只是一種簡(jiǎn)化的說(shuō)法 3 重力勢(shì)能是標(biāo)量 物體的重力勢(shì)能為負(fù)值表示物體的重力勢(shì)能比在參考面上時(shí)具有的重力勢(shì)能要少 這跟用正負(fù)表示溫度高低是相似的 二 重力做功與重力勢(shì)能的區(qū)別與聯(lián)系 續(xù)上表 三 彈性勢(shì)能的理解1 彈性勢(shì)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(shì)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(shì)能與彈力做功的關(guān)系 如右圖所示 O為彈簧的原長(zhǎng)處 1 彈力做負(fù)功時(shí) 如物體由O向A運(yùn)動(dòng) 壓縮 或者由O向A 運(yùn)動(dòng) 伸長(zhǎng) 時(shí) 彈性勢(shì)能增大 其他形式能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能 2 彈力做正功時(shí) 如物體由A向O運(yùn)動(dòng) 或者由A 向O運(yùn)動(dòng)時(shí) 彈性勢(shì)能減小 彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 3 彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系為W彈 Ep 重力做功與重力勢(shì)能的變化 起重機(jī)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(jī)鋼索的拉力對(duì)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(shì)能變化了多少 空氣阻力不計(jì) 解析 由物體運(yùn)動(dòng)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(duì)物體的拉力 再由功的定義式及重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系求解 思維總結(jié) 重力做功量度重力勢(shì)能的改變 重力做多少功 物體的重力勢(shì)能就改變多少 重力做正功 重力勢(shì)能減少 重力做負(fù)功 重力勢(shì)能增加 還要理解重力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn) 變式訓(xùn)練 1 關(guān)于重力做功和物體的重力勢(shì)能 下列說(shuō)法不正確的是 A 重力對(duì)物體做正功時(shí) 物體的重力勢(shì)能一定減少B 物體克服重力做功時(shí) 物體的重力勢(shì)能一定增加C 地球上任何一個(gè)物體的重力勢(shì)能都是一個(gè)確定值D 重力做功的多少與重力勢(shì)能的變化都與參考平面的選取無(wú)關(guān) 解析 重力做正功 物體的重力勢(shì)能減少 重力做多少功 重力勢(shì)能就減少多少 A對(duì) 同理B對(duì) 物體的重力勢(shì)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(shì)面確定 同一物體的重力勢(shì)能不同 C錯(cuò) 重力做功的特點(diǎn)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(wú)關(guān) 而重力勢(shì)能的變化等于重力做的功 故D對(duì) 答案 C 彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系 雙選 某緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡(jiǎn)單模型 圖中k1 k2為原長(zhǎng)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(wú)關(guān)B 墊片向右移動(dòng)時(shí) 兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C 墊片向右移動(dòng)時(shí) 兩彈簧的長(zhǎng)度保持相等D 墊片向右移動(dòng)時(shí) 兩彈簧的彈性勢(shì)能發(fā)生改變 思路點(diǎn)撥 求解此題應(yīng)把握以下三點(diǎn) 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(shì)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(cuò) 由牛頓第三定律可知兩彈簧彈力總是大小相等 B對(duì) 由于k1x1 k2x2 k1 k2 所以x1 x2 又因原長(zhǎng)相等 故壓縮后兩彈簧的長(zhǎng)度不相等 C錯(cuò) 彈簧形變量越來(lái)越犬 彈性勢(shì)能越來(lái)越大 D對(duì) 答案 BD 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) 1 兩個(gè)物體質(zhì)量比為1 4 速度大小之比為4 1 則這兩個(gè)物體的動(dòng)能之比 A 1 1B 1 4C 4 1D 2 1 2 雙選 關(guān)于對(duì)動(dòng)能的理解 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A 凡是運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能B 動(dòng)能總為正值C 一定質(zhì)量的物體 動(dòng)能變化時(shí) 速度一定變化 速度變化時(shí) 動(dòng)能也一定變化D 動(dòng)能不變的物體 一定處于平衡狀態(tài) CD 3 一位同學(xué)從一樓走到三樓的過(guò)程中 下列說(shuō)法正確的是 A 重力做正功 重力勢(shì)能增大B 重力做正功 重力勢(shì)能減小C 重力做負(fù)功 重力勢(shì)能增大D 重力做負(fù)功 重力勢(shì)能減小 解析 從一樓走到三樓的過(guò)程中重力的方向與位移方向相反 故重力做負(fù)功 重力勢(shì)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(dòng)至B 已知路徑 表示沿直線(xiàn)移動(dòng) 路徑 表示沿曲線(xiàn)移動(dòng) 路徑 表示沿折線(xiàn)A C B移動(dòng) 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(diǎn) 重力做功與路徑無(wú)關(guān) 由初 末位置的高度差決定 所以W1 W2 W3 A項(xiàng)正確 答案 A 5 關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能 下列說(shuō)法中正確的是 A 當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí) 它的彈性勢(shì)能一定增大B 當(dāng)彈簧變短時(shí) 它的彈性勢(shì)能一定變小C 在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí) k越大的彈簧 它的彈性勢(shì)能越大D 彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能 解析 彈簧的彈性勢(shì)能取決于彈簧的形變量和勁度系數(shù) 而不是彈簧長(zhǎng)度 所以只有C項(xiàng)正確 答案 C 6 質(zhì)量是50kg的人沿著長(zhǎng)150m 傾角為30 的坡路走上土丘 重力對(duì)人做的功是多少 人克服重力做的功是多少 人的重力勢(shì)能增加了多少 g取10m s2 解析 重力對(duì)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(shì)能增加了3 75 104J 答案 3 75 104J3 75 104J3 75 104J 能力提升 7 足球運(yùn)動(dòng)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(dòng)能為 A 25JB 12 5JC 6 25JD 37 5J 8 下面關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法中 正確的是 A 有A B兩個(gè)物體 A的高度是B高度的2倍 那么物體A的重力勢(shì)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(guò)程中 物體重力勢(shì)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(shì)能的減少量小于自由下落時(shí)重力勢(shì)能的減少量D 重力做功時(shí) 不僅與物體運(yùn)動(dòng)的高度差有關(guān) 還與物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān) B 9 如圖所示的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 物體彈性勢(shì)能增加的是 A 如圖甲 跳高運(yùn)動(dòng)員從壓桿到桿伸直的過(guò)程中 桿的彈性勢(shì)能B 如圖乙 人拉長(zhǎng)彈簧過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能 C 如圖丙 模型飛機(jī)用橡皮筋發(fā)射出去的過(guò)程中 橡皮筋的彈性勢(shì)能D 如圖丁 小球被彈簧向上彈起的過(guò)程中 彈簧的彈性勢(shì)能 解析 甲中桿的彈力做正功 彈性勢(shì)能減小 乙中彈簧的彈力做負(fù)功彈性勢(shì)能增加 丙中橡皮筋的彈性勢(shì)能減小 丁中彈簧向上彈起的過(guò)程中 彈簧的彈性勢(shì)能減小 故B正確 A C D錯(cuò)誤 答案 B 10 雙選 在下列幾種情況中 甲乙兩物體的動(dòng)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(yùn)動(dòng) 乙向西運(yùn)動(dòng) 11 雙選 物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服重力做功10J 則在該過(guò)程中 A 重力對(duì)物體做功為10JB 重力對(duì)物體做功為 10JC 物體的重力勢(shì)能增加了10JD 物體的重力勢(shì)能減少了10J BC 感謝您的使用 退出請(qǐng)按ESC鍵 本小節(jié)結(jié)束 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 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