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1、第二节动能势能ppt2010年5月湛江二中高一物理备课组第1页，本讲稿共24页(一)、能 1 1能量的概念：能量的概念：一一个个物物体体能能够够对对外外做做功功（具具有有做做功功的的本本领领），则称这个物体具有能量则称这个物体具有能量 自自然然界界中中具具有有能能量量物物体体的的实实例例：流流动动的的河河水水、运运动动的的汽汽车车、下下落落的的重重物物、压压缩缩的的弹弹簧簧、燃燃烧烧的焰火、高压气体的焰火、高压气体功和能功和能第2页，本讲稿共24页2 2物体的不同形态对应着不同的能量物体的不同形态对应着不同的能量 （1 1）运动的物体具有动能）运动的物体具有动能 （2 2）被举高的物体具有重力
2、势能）被举高的物体具有重力势能 （3 3）形变的弹簧具有弹性势能）形变的弹簧具有弹性势能 还还有有物物体体的的内内能能、电电能能、光光能能、原原子子能能、生物能、化学能等生物能、化学能等第3页，本讲稿共24页(二二)、功是能量转化的量度、功是能量转化的量度 1 1、做功使不同形式的能量发生转化、做功使不同形式的能量发生转化 （1 1）通过重力做功，重力势能和动能发生相互转化）通过重力做功，重力势能和动能发生相互转化（2 2）通过弹力做功，弹性势能和动能发生相互转化）通过弹力做功，弹性势能和动能发生相互转化（3 3）通过牵引力对车辆做功，将内能转化为机械能）通过牵引力对车辆做功，将内能转化为机械
3、能（4 4）通过电动机做功，将电能转化为机械能）通过电动机做功，将电能转化为机械能第4页，本讲稿共24页2 2功是能量转化的量度功是能量转化的量度做做功功的的过过程程就就是是能能量量转转化化的的过过程程，做做了多少功，就有多少能量发生转化了多少功，就有多少能量发生转化注注意意：功功不不是是能能量量的的量量度度，而而是是能能量量转化的量度转化的量度第5页，本讲稿共24页(三)、功和能的区别1 1、能能是是物物体体运运动动状状态态决决定定的的物物理理量量，即即状状态态量量；而而功功则则是是和和物物体体运运动动状状态态变变化化过过程程有有关关的的物物理理量量，是是过过程程量量、两两者者有有着着本质的
4、区别本质的区别2 2、做功可以使物体具有的能量发生变化，、做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化大小是用做功的多少而且物体能量变化大小是用做功的多少来量度来量度但功和能不能相互转化但功和能不能相互转化第6页，本讲稿共24页(一一)、动能定义、动能定义物体由于运动而具有的能量叫做动能物体由于运动而具有的能量叫做动能动能动能第7页，本讲稿共24页（二）（二）.动能大小的决定因素：动能大小的决定因素：物体的质量越大，物体的质量越大，速度越大，速度越大，动能就越大：动能就越大：反之动能就越小。反之动能就越小。1。物体的质量。物体的质量 2。物体速度的大小。物体速度的大小第8页，本讲稿共24
5、页动能公式的推导过程动能公式的推导过程【讨论与交流讨论与交流】第9页，本讲稿共24页(三三)、动能的表述、动能的表述物体的动能等于物体质量与物体物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半速度的二次方的乘积的一半单位：焦耳，符号为单位：焦耳，符号为J 第10页，本讲稿共24页可可从从以以下下四四个个方方面面全全面面理理解解动动能能 动能是标量动能的取值为正值或零，动能是标量动能的取值为正值或零，不会为负值不会为负值动能是状态量描述的是物体的某一时刻的动能是状态量描述的是物体的某一时刻的运动状态一定质量的物体在运动状态（瞬时运动状态一定质量的物体在运动状态（瞬时速度）确定时，速度）确定时
6、，Ek有惟一确定的值有惟一确定的值动能具有相对性由于瞬时速度与参考系动能具有相对性由于瞬时速度与参考系有关有关(即速度往往是相对速度即速度往往是相对速度)所以所以Ek也与也与参考系有关在一般情况下，无特殊说明，参考系有关在一般情况下，无特殊说明，则认为取大地为参考系则认为取大地为参考系第11页，本讲稿共24页例例1:我国发射的第一颗人造地球卫星我国发射的第一颗人造地球卫星,质质量为量为173Kg,轨道速度为轨道速度为7.2km/s,它的动能它的动能是多少是多少?解:由动能公式:Ek=mv2/2 =17372002 1/2 =4484160000J =4.48416 109J第12页，本讲稿共2
7、4页(一一)重力势能的大小与两个因素有关重力势能的大小与两个因素有关:1 1、物体自身质量、物体自身质量2 2、物体所处的高度、物体所处的高度三三.重力势能重力势能第13页，本讲稿共24页(二二).重力势能的定义：重力势能的定义：表达式：物体的重力势能等于物体重量和它的高 度的乘积.重力势能是标量,单位:焦耳 (J)第14页，本讲稿共24页(三三)、重力势能的相对性、重力势能的相对性l1.1.把所选高度的起点处的平把所选高度的起点处的平面叫参考平面面叫参考平面.l2.2.参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的.l3.3.选取不同的参考平面，物选取不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同
8、体的重力势能的数值是不同的的.高度具有相对性高度具有相对性l4.4.通常选择地面作为参考平通常选择地面作为参考平面面.第15页，本讲稿共24页(四四)、对重力势能的进一步理解、对重力势能的进一步理解(1)(1)重力做功与路径无关只决定于初末位置的高度差重力做功与路径无关只决定于初末位置的高度差.重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有关，与物体的运动路径无关有关，与物体的运动路径无关.(2)(2)重力做功与重力势能改变的关系重力做功与重力势能改变的关系.1.1.重力做正功时，物体由高处到低处重力做正功时，物体由高处到低处,重力势能减重力势能减少
9、，少，减少的重力势能等于重力所做的功减少的重力势能等于重力所做的功.2.2.克服重力做功时，物体由低处到高处克服重力做功时，物体由低处到高处,重力势能重力势能增加增加,增加的重力势能等于克服重力所做得功增加的重力势能等于克服重力所做得功.第16页，本讲稿共24页(五五)、弹性势能、弹性势能1.发生形变的物体，在恢复原状时能够对发生形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有能量，这种能量叫外界做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能做弹性势能第17页，本讲稿共24页2 2、形变程度越大，、形变程度越大，弹性势能也越大弹性势能也越大 第18页，本讲稿共24页例 题 2:沿沿着着高高度度相相同
10、同、坡坡度度不不同同、粗粗糙糙程程度度也也不不同同的的斜斜面面向向上上将将同一物体拉到顶端，以下说法中正确的是（同一物体拉到顶端，以下说法中正确的是（）A A沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做功多沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做功多B B沿沿坡坡度度大大，粗粗糙糙程程度度大大的的斜斜面面上上升升克克服服重重力力做做功功多多CC沿坡度小，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多沿坡度小，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多D D上述几种情况克服重力做功一样多上述几种情况克服重力做功一样多第19页，本讲稿共24页解析：重力做功与路径无关，只与高度差有关，由于各种情况下重物上升的高度相同，所以克服重力
11、做功相同 所以，正确选项为 D D 第20页，本讲稿共24页lA.停在地面的汽车.lB.在空中飞行的飞机.lC.被起重机吊在空中静止的货物.lD.压缩的弹簧.lE.正在平直公路上行驶的汽车.例3:下面的物体中,只具有动能的是(),只具有势能的是(),及具有动能又具有势能的是().(以地面为参考平面)EC DB第21页，本讲稿共24页例例4:质量是质量是1Kg的球从的球从3m高的高处落到水平地面上高的高处落到水平地面上,又弹回到又弹回到2m的高度的高度,在整个过程中重力对球所做的在整个过程中重力对球所做的功是多少功是多少?球的重力势能变化了多少球的重力势能变化了多少?h1=3mh2=2m解解:小
12、球由高处小球由高处(初位置初位置h1=3m)到低到低处处(末位置末位置h2=2m),所以重力做正功所以重力做正功,重重力势能减少力势能减少.WG=mgh1mgh2 =mg(h1h2)=1 10（3 3 2 2）10 (J)EP=EP2 EP1=mgh2 mgh1=10 J 负号表示重力势能减少负号表示重力势能减少第22页，本讲稿共24页例例5:一根粗细均匀一根粗细均匀,长为长为6m,质量为质量为60kg的电的电线杆横放在地面上线杆横放在地面上,如果要把它竖直立起如果要把它竖直立起,至至少要做多少功少要做多少功?它的重力势能改变了多少它的重力势能改变了多少?解解:物体由横放变为竖放物体由横放变为
13、竖放,质心由低质心由低处到高处处到高处.重力做负功重力做负功,重力势能增重力势能增加加,增加量等于外力做的正功增加量等于外力做的正功.W=mg h/2=60 10 6/2 =1800(J)EP=W=mg h/2=1800(J)h=6m第23页，本讲稿共24页小结：小结：l1.1.功是能量转化的量度功是能量转化的量度l2.2.物体由于运动而具有的能量叫做动能物体由于运动而具有的能量叫做动能l3.3.重力势能，其大小由地球和地面上物体的相重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定，对于弹性势能，其大小由形变程对位置决定，对于弹性势能，其大小由形变程度决定，而形变程度不同，发生形变的物体的度决定，而形变程度不同，发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化各部分相对位置也会发生变化.l4.4.势能具有系统性：重力势能是物体和地球组势能具有系统性：重力势能是物体和地球组成的系统共有的，弹性势能是物体的各部分所成的系统共有的，弹性势能是物体的各部分所共有的共有的第24页，本讲稿共24页