4.2动能 势能.ppt

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1、第四章第四章 机械能和能源机械能和能源 第二节第二节 动能动能 势能势能第二节第二节第二节第二节 动能动能动能动能 势能势能势能势能能的定义：能的定义：能的定义：能的定义：一个物体能够对其他物体做功，这个物体就具有能。一个物体能够对其他物体做功，这个物体就具有能。功和能的关系功和能的关系功和能的关系功和能的关系功是能量转化的量度。功是能量转化的量度。功是能量转化的量度。功是能量转化的量度。当当一一个个物物体体对对另另一一个个物物体体做做功功后后，它它的的一一部部分分能能量量就就转转移移到到了了这这个个物物体体上上，因因此此，做做功功的的过过程程就就是是能能量量转转化化和和传递的过程。传递的过程

2、。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。风力发电站风力发电站风力发电站风力发电站水力发电站水力发电站水力发电站水力发电站第二节第二节第二节第二节 动能动能动能动能 势能势能势能势能一一一一.动能动能动能动能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。【讨论与交流讨论与交流讨论与交流讨论与交流】影响动能的因素：影响动能的因素：影响动能的因素：影响动能的因素：一一个个质质量量为为m、静静止止的的物物块块，在在水水平平拉拉力力F的的作作用用下下，在在光光滑滑水水平平桌桌面面上上加加速速

3、运运动动，速速度度达达到到v。试试导导出出物物块块此此时时动能的表达式。动能的表达式。拉力拉力拉力拉力F F对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能。对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能。对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能。对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能。第二节第二节第二节第二节 动能动能动能动能 势能势能势能势能物理中的过程量和状态量物理中的过程量和状态量物理中的过程量和状态量物理中的过程量和状态量过程量过程量过程量过程量用来描述一段时间或一段空间变化的物理量。用来描述一段时间或一段空间变化的物理量。如：时间如：时间t、位移、位移s、平均速度、平均

4、速度v平平、功、功W等等状态量状态量状态量状态量用来描述某一时刻或某一位置上的物理量。用来描述某一时刻或某一位置上的物理量。如：时刻如：时刻t、速度、速度v、加速度、加速度a、能量、能量E等等【说明说明说明说明】1.动能的表达式：动能的表达式：2.动能是标量，动能是标量，SI制中，单位为：焦耳（制中，单位为：焦耳（J）3.动能是状态量。动能是状态量。例例1、改变汽车的质量和速度，都能使汽车的、改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生改变，在下列情况下，汽车的动能动能发生改变，在下列情况下，汽车的动能各是原来的几倍。各是原来的几倍。A、质量不变，速度增大为原来的、质量不变，速度增大为原来的2倍

5、；倍；B、速度不变，质量增大为原来的、速度不变，质量增大为原来的2倍；倍；C、质量减半，速度增大到原来的、质量减半，速度增大到原来的4倍；倍；D、速度减半，质量增大到原来的、速度减半，质量增大到原来的4倍倍。4281第二节第二节第二节第二节 动能动能动能动能 势能势能势能势能二二二二.重力势重力势重力势重力势能能能能物体由于被举高而具有的能量。物体由于被举高而具有的能量。【讨论与交流讨论与交流讨论与交流讨论与交流】影响重力势能的因素影响重力势能的因素影响重力势能的因素影响重力势能的因素 将将一一个个质质量量为为m、静静止止的的物物块块，匀匀速速举举高高h。试试导导出出物物块块此此时重力势能的表

6、达式。时重力势能的表达式。外力外力外力外力F F对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能。对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能。对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能。对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能。第二节第二节第二节第二节 动能动能动能动能 势能势能势能势能【说明说明说明说明】1.重力势能的表达式：重力势能的表达式：EP=mgh 2.重力势能是标量，重力势能是标量，SI制中，单位为：焦耳（制中，单位为：焦耳（J）3.重力势能是状态量。重力势能是状态量。4.重力势能具有重力势能具有相对性相对性相对性相对性参考平面参考平面参考平面参考平面 5.重力势能的差

7、值具有绝对性。重力势能的差值具有绝对性。6.重力做功的特点重力做功的特点只与始末位置有关，只与始末位置有关，与路径无关与路径无关。（保守力与耗散力）（保守力与耗散力）（保守力与耗散力）（保守力与耗散力）7.重力做功与重力势能变化的关系：重力做功与重力势能变化的关系：E EP P=E EP P2 2E EP P1 1=WWG G 重力做正功，重力势能减小；重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增大。重力做负功，重力势能增大。v例例2关于重力势能，下列说法正确的是（关于重力势能，下列说法正确的是（）A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确

8、定之确定B.物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从一个物体的重力势能从5J变化到变化到3J，重力，重力势能变小了势能变小了D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功重力势能的减少量等于重力对物体做的功Dv例例3、关于重力做功和物体的重力势能，下列、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：说法正确的是：（）A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；一定减少；B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；定增加；C、地球上物体一个物体的重

9、力势能都有一个、地球上物体一个物体的重力势能都有一个确定值；确定值；D、重力做功的多少与参考平面的选取无关、重力做功的多少与参考平面的选取无关。ABDv例例4、物体在运动过程中，克服重力做功为、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：，则：（）A、重力做功为、重力做功为50J；B、物体的重力势能一定增加了、物体的重力势能一定增加了50J；C、物体的动能一定减少了、物体的动能一定减少了50J；D、重力做了、重力做了50J的负功。的负功。BD第二节第二节第二节第二节 动能动能动能动能 势能势能势能势能三三三三.弹性势弹性势弹性势弹性势能能能能物体由于发生了弹性形变而具有的能量。物体由于发生了弹

10、性形变而具有的能量。【讨论与交流讨论与交流讨论与交流讨论与交流】影响弹性势能的因素：影响弹性势能的因素：影响弹性势能的因素：影响弹性势能的因素：弹性势能与形变的大小有关；弹性势能与形变的大小有关；弹性势能与弹力有关。弹性势能与弹力有关。【拓展拓展拓展拓展】关于势能的共性：关于势能的共性：关于势能的共性：关于势能的共性：1.势能是由相互作用物体之间的作用力和相对位置决定的。势能是由相互作用物体之间的作用力和相对位置决定的。2.做功只与始末位置有关，与路径无关做功只与始末位置有关，与路径无关 3.所有势能都是相对的，应特别注意零势能点所有势能都是相对的，应特别注意零势能点(面面)的选取。的选取。4

11、.()势能变化与势能变化与()力做功的关系力做功的关系 ()力做正功，力做正功，()势能减小；势能减小；()力做负功，力做负功，()势能增大。势能增大。第二节第二节第二节第二节 动能动能动能动能 势能势能势能势能四四四四.小结小结小结小结【注意注意注意注意】1.做功可以改变物体的能量，做功可以改变物体的能量，功是能量改变的量度功是能量改变的量度功是能量改变的量度功是能量改变的量度。2.各种能量之间可以进行转化。各种能量之间可以进行转化。v例例5如如图图，桌桌面面距距地地面面0.8m，一一物物体体质质量量为为2kg，放在距桌面高为，放在距桌面高为0.4m的支架上。的支架上。（1）以地面为零势面，

12、试计算物体）以地面为零势面，试计算物体具有的重力势能，并计算物体由支具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力做功架下落到桌面的过程中，重力做功多少？重力势能减少多少多少？重力势能减少多少?（2）若以桌面为零势面，上述结果又如何？）若以桌面为零势面，上述结果又如何？讨论与交流讨论与交流1：v放在书柜中第二层的一本书选用不同的参考平放在书柜中第二层的一本书选用不同的参考平面，它的重力势能有什么不同？面，它的重力势能有什么不同？讨论与交流讨论与交流2:重力做功与物体运动的路径有关吗重力做功与物体运动的路径有关吗？重力做功与路径无关，仅取重力做功与路径无关，仅取决于始点和终点的高度决于始点和终点的高度h。讨论与交流讨论与交流3：试以自由落体和竖直上抛为例，导出重试以自由落体和竖直上抛为例，导出重 力做功力做功WG与重力势能变化的关系与重力势能变化的关系.重力做正功，重力势能减少，且重力做多少功，重力做正功，重力势能减少，且重力做多少功，重力势能就减少多少；重力势能就减少多少；重力做负功，重力势能增加，且物体克服重力重力做负功，重力势能增加，且物体克服重力 做多少功，重力势能就增加多少。做多少功，重力势能就增加多少。