第二节动和势能

第二节第二节 动能和势能动能和势能执教：周璐执教：周璐1 1、功和能的关系、功和能的关系 能量简称为能能量简称为能.一个物体能够做功，我一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能们就说这个物体具有能.能量是表示物体能量是表示物体做功本领大小的物理量。做功本领大小的物理量。一切运动的物体都能够做功。（例如）一切运动的物体都能够做功。（例如）做功的过程就是能量转化和传递过程。做功的过程就是能量转化和传递过程。做了多少功，就有多少能量发生转化，做了多少功，就有多少能量发生转化，所以，所以，功是能的转化量度。功是能的转化量度。公式：公式：W=W=E E演示演示2 2、动能（、动能（E EK K）定义：物体由于运动而具有的能，叫做定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。动能。动能是和质量与速度密切相关的：质量动能是和质量与速度密切相关的：质量越大，速度越大的物体具有的动能越大。越大，速度越大的物体具有的动能越大。公式公式：E EK K=mv=mv2 2/2/2，即：物体的动能等于它，即：物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半的质量跟它的速度平方的乘积的一半。说明：动能是标量，一般以说明：动能是标量，一般以地面地面为参考为参考系。系。推导过程：推导过程：演示演示 光滑水平面上一物体原来静止，质量为光滑水平面上一物体原来静止，质量为m m，此时动能是多少？（因为物体没有运动，此时动能是多少？（因为物体没有运动，所以没有动能）。在恒定外力所以没有动能）。在恒定外力F F作用下，作用下，物体发生一段位移物体发生一段位移s s，得到速度，得到速度v v，这个，这个过程中外力做功多少？物体获得了多少过程中外力做功多少？物体获得了多少动能？动能？外力做功外力做功 ：22212mvavmaFsW例题例题1 1 试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动能：（除下列点外，其他情况相同）动能：（除下列点外，其他情况相同）物体甲的速度是乙的两倍；物体甲的速度是乙的两倍；物体甲向北运动，乙向南运动；物体甲向北运动，乙向南运动；物体甲做直线运动，乙做曲线运动；物体甲做直线运动，乙做曲线运动；物体甲的质量是乙的一半。物体甲的质量是乙的一半。说明：说明：动能是标量，与速度方向无关；动动能是标量，与速度方向无关；动能与速度的平方成正比，因此速度对功能能与速度的平方成正比，因此速度对功能的影响更大。的影响更大。训练：训练：1 1、关于能的概念，下列说法中正确的是（、关于能的概念，下列说法中正确的是（）A.A.一个物体能够做功，就说这个物体具有能一个物体能够做功，就说这个物体具有能 B.B.用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能 C.C.一个物体已做过的功越多，说明这个物体具一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多有的能越多 D.D.一个物体做功，说明这个物体具有能一个物体做功，说明这个物体具有能 2 2、有甲、乙两个物体，甲质量大于乙质量，甲、有甲、乙两个物体，甲质量大于乙质量，甲速度小于乙速度，这两物体的动能关系是（速度小于乙速度，这两物体的动能关系是（）A.A.甲动能一定比乙的动能大甲动能一定比乙的动能大B.B.甲动能一定小于乙的动能甲动能一定小于乙的动能C.C.甲、乙两物体的动能一定相等甲、乙两物体的动能一定相等D.D.条件不足，无法确定条件不足，无法确定3 3、重力势能（、重力势能（E EP P）定义：定义：由物体所处位置的高度决定能量，由物体所处位置的高度决定能量，叫做重力势能叫做重力势能.（例如）（例如）推导：（略）推导：（略）公式：公式：E EP P=mgh=mgh，重力势能是标量，且有相，重力势能是标量，且有相对性。对性。参考面：把重力势能为零的水平面叫参考参考面：把重力势能为零的水平面叫参考面。选择不同的参考面，同一物体在空间面。选择不同的参考面，同一物体在空间的同一位置的重力势能就不同。的同一位置的重力势能就不同。一般：选取一般：选取地面地面作参考面。作参考面。演示演示 重力势能变化：重力势能的差值，即：重力势能变化：重力势能的差值，即：E EP P=E=EP2P2-E-EP1P1，这与参考面的选取无关这与参考面的选取无关。重力做功的特点：与路径无关，只与始重力做功的特点：与路径无关，只与始点和终点的位置有关。点和终点的位置有关。重力做功和重力势能变化的关系：重力做功和重力势能变化的关系：重力重力做正功，重力势能减少；重力做负功，做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。重力势能增加。例题例题2 2：对于以下关于重力势能结论正确的是（对于以下关于重力势能结论正确的是（）A.A.甲物体所处位置比乙物体高，甲物体甲物体所处位置比乙物体高，甲物体势能一定大于乙物体势能势能一定大于乙物体势能 B.B.甲物体质量比乙物体质量大，甲物体甲物体质量比乙物体质量大，甲物体势能一定大于乙物体势能势能一定大于乙物体势能 C.C.质量相等的两个物体，放在同一高度质量相等的两个物体，放在同一高度它们的重力势能一定相等它们的重力势能一定相等 D.D.放在地面的物体它的重力势能一定为放在地面的物体它的重力势能一定为零零例题例题3 3 如图所示，桌面距地面如图所示，桌面距地面0.8m0.8m，一，一物体质量为物体质量为2kg2kg，放在距桌面，放在距桌面0.4m0.4m的支架上的支架上（1 1）以地面为零势能位置，计算）以地面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中，势能减支架下落到桌面过程中，势能减少多少？少多少？（2 2）以桌面为零势能位置时，计）以桌面为零势能位置时，计算物体具有的势能，并计算物体算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减由支架下落到桌面过程中势能减少多少？少多少？例题例题4 4 质量为质量为2kg2kg的物体自高为的物体自高为100m100m处以处以5m5ms s的速度竖直落下，不计空气阻力，下落的速度竖直落下，不计空气阻力，下落2s2s，物体动能增加多少？重力势能减少，物体动能增加多少？重力势能减少多少？以地面为重力势能零位置，此时多少？以地面为重力势能零位置，此时物体的机械能为多少？（物体的机械能为多少？（g g取取10m10ms s2 2）4 4、弹性势能、弹性势能 定义：定义：物体由于发生弹性形变而具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫做弹性势能。例：拉长的橡皮条、量，叫做弹性势能。例：拉长的橡皮条、弯曲的直尺、拉开的弓等都是由于弹性形弯曲的直尺、拉开的弓等都是由于弹性形变而具有的能量，所以具有弹性势能。变而具有的能量，所以具有弹性势能。物体在外力作用下形状发生变化，如果撤物体在外力作用下形状发生变化，如果撤去外力形变恢复，这种形变才叫弹性形变去外力形变恢复，这种形变才叫弹性形变.决定物体弹性势能大小的是物体弹性形变决定物体弹性势能大小的是物体弹性形变的程度，而且弹性形变也有限度，如弹簧，的程度，而且弹性形变也有限度，如弹簧，如把弹簧拉成钢丝那么这种形变已不再是如把弹簧拉成钢丝那么这种形变已不再是弹性形变，那么也就谈不上弹性势能了。弹性形变，那么也就谈不上弹性势能了。演示演示5 5、总结、总结 重力势能重力势能是由地球和地面上物体的相对是由地球和地面上物体的相对位置决定的，位置决定的，弹性势能弹性势能是由发生弹性形是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的。变的物体各部分的相对位置决定的。势能：势能：与相互作用物体的相对位置有关与相互作用物体的相对位置有关的能量叫势能。（的能量叫势能。（重力势能和弹性势能）重力势能和弹性势能）机械能：机械能：动能和势能统称为机械能，机动能和势能统称为机械能，机械能是最常见的一种形式的能量。械能是最常见的一种形式的能量。训练训练 1 1、在下列情况中，物体既具有动能又具、在下列情况中，物体既具有动能又具有势能的是（有势能的是（）A.A.海上航行的轮船海上航行的轮船 B.B.空中飞行的空中飞行的子弹子弹 C.C.吊在天棚上的电灯吊在天棚上的电灯 D.D.拉长的橡拉长的橡皮条皮条 2 2、一个物体在平衡力的作用下，物体的、一个物体在平衡力的作用下，物体的机械能（机械能（）A.A.变大变大 B.B.变小变小 C.C.不变不变 D.D.以上三种情况均有可能以上三种情况均有可能 3 3、下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A.A.任何物体都具有动能和势能任何物体都具有动能和势能B.B.飞行的物体只有动能飞行的物体只有动能C.C.凡是能做功的物体都具有能凡是能做功的物体都具有能D.D.静止物体一定不具有机械能静止物体一定不具有机械能 4 4、道路洒水车在匀速运动时，它的动、道路洒水车在匀速运动时，它的动能能 ，重力势能，重力势能 ，机械能的总量，机械能的总量 .