1、第二节 动能 势能(1课时)要点精讲一.动能 1.动能的概念:物体由于运动而具有的能量叫动能,符号EK. 2.动能表达式:EK=mv2 3、动能是标量,无负值。对给定的物体,某状态下的速度决定了该状态下的动能(与速度的方向无关)。 4、动能的单位:在国际单位制中,动能的单位是焦耳,符号“J”,1J=1kgm/s2。二、势能势能的的概念:由于物体间存在相互作用力,并由它们的相对位置所决定的能量,叫做势能,势能不是物体单独具有的,而是属于相互作用的物体系统所共有的。1、重力势能:由于物体和地球间存在相互作用,并由物体和地球的相对位置所决定的能量,叫做重力势能。也可以说是由于物体被举高而具有的能量。
2、重力势能的表达式为:EP=mgh,重力势能的单位也是焦耳。重力势能具有相对性,重力势能的大小与零势能位置的选择有关,在选取了零势能位置的参考平面后,重力势能才有确定的值,我们一般都以地面为参考平面。重力做功与重力势能变化的关系:重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增加,且重力做功的值与重力势能改变量的值相等。2、弹性势能:由弹性物体各部分间的相对位置发生变化而具有的能量,叫做弹性势能,弹性势能发生于存在弹性形变的物体中。弹性势能的大小跟物体的性质和形变量有关,对给定的物体形变量越大,弹性势能就越大,我们取物体没有形变时的弹性势能为零。弹性势能的变化由弹力做功来量度。典型题解析例1:质
3、量一定的物体( ) A、速度发生变化时其动能一定变化B、速度发生变化时其动能不一定发生变化C、速度不变时其动能一定不变D、动能不变时其速度一定不变分析:由于速度是矢量,若只改变速度的方向,而不改变速度的大小,则物体的动能不发生变化,所以速度改变时,动能不一定变化,而动能变化时,速度一定变化,动能不变时,速度可能发生变化。答案:ABC例2:关于重力势能的说法,正确的是( )A.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功B.在地平面下方的物体,它具有的重力势能一定小于零C.重力势能减少,重力一定对物体做正功D.重力势能增加,重力一定对物体做正功分析:分析:因为零势能的参考平面可以任意选定,所以重力
4、势能没有绝对意义,即AB是错的.重力势能减少,表明物体相对参考面的高度在减小,故重力一定做正功.答案:C例3:关于弹性势能,下列说法中错误的是( )A.任何发生弹性形变的物体,都具有弹性势能B.物体只要发生形变时,就一定具有弹性势能C.外力使弹性物体发生形变时,物体具有弹性势能D.发生弹性形变的物体,在它们恢复原状时都能对外界做功分析:形变一般分为弹性形变(撤去外力后可恢复的形变)和塑性形变(不可恢复的形变)两类,发生塑性的物体(如折断的粉笔)并不存在弹性势能.答案:B例4:两个底面积都是S的圆桶,放在同一水平面上,桶内装水,水面高度分别为h1和h2,如图所示.已知水的密度为,现在把连接两桶的
5、阀门打开,最后两桶水面高度相等,则这一过程中重力做功为_.分析:打开阀门后,左侧部分水向右侧流,最后两侧水面相平.整个过程相当于体积V=(h1-h2)S的水由左侧移到右侧,如图15-22中划斜线部分所示,其重心由C1下降到C2,下降了h=(h1-h2).根据重力的功等于重力势能的减小即可得到重力的功. W=gVh=g(h1-h2)S(h1-h2) =gS(h1-h2)2答案:gS(h1-h2)2基础演练与综合应用1、两个物体质量之比为100:1,速度之比为1:100,这两个物体的动能之比为( )A.1:1 B.100:1 C.1:100 D.10000:12、下列各种物体的运动,动能保持不变的
6、是( )A、物体做匀速直线运动 B、物体做匀变速直线运动C、物体做匀速圆周运动 D、物体做平抛运动3、当重力对物体做正功时,物体的( )A.重力势能一定减少,动能一定增加B.重力势能一定增加,动能一定减少C.重力势能一定减少,动能不一定增加D.重力势能不一定减少,动能也不一定增加4、质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度,该高度比他起跳时的重心离出h,则他在跳高过程中做的功( ) A、都必须大于mgh B、都不一定大于mghC、用背越式不一定大 于mgh,用跨越式必须大于mgh D、用背越式必须大于mgh,用跨越式不一定大于mgh5、质量为2kg的物体,自30m高处自
7、由下落2 s时,物体的重力势能为(g取10m/s2,取地面为零势能面)( )A.200J B.400J C.600J D.800J6、关于重力势能的说法,正确的是( ) A、重力势能是物体和地球所共有的B、重力势能的变化,只跟重力做功有关,和其他力做功多少无关C、重力势能是矢量 ,在地球表面以上为正,在地球以下为负D、重力势能的增量等于重力对物体做的功7、在水平面上竖直直放置一轻质弹簧,有一物体在它的正上方自由落下,在物体压缩弹簧速度减至零时( )A、物体的重力势能最小 B、物体的动能最大 C、弹簧的弹性势能最大 D、弹簧的弹性势能最小8、物体从高处自由落下,若选地面为参考平面,则下落时间为落
8、地时间的一半时,物体所具有的动能和重力势能之比为( )A、1:4 B、1、3 C、1:2 D、1:19、如图所示,质量为m的物体静止在水平地面上,物体上面连一根轻质弹簧,用手拉着弹簧上端将物体缓慢提高h,则人做功为( )A、等于mgh B、大于mgh C、小于mgh D、无法确定10、竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上,上端与轻质平板相连,平板与地面间的距离为H1,如图所示.现将一质量为m的物块轻轻放在平板中心,让它从静止开始往下运动,直至物块速度为零,此时平板与地面间的距离为H2.若取无变形时为弹簧弹性势能的零点,则此时弹簧的弹性势能Ep=_.11、如图所示,均匀链条放在光滑的水平桌面上,链条长为L,质量为m,有L/4的长度悬于桌面下时由静止开始下滑,设桌面的高度大于L,则在链条刚离开桌面的过程中重力势能改变了多少?重力做功多少?12、如图所示,在一个很长的斜面上某处A,水平抛出一个物体,已知物体抛出时的动能1.5J,斜面的倾角=30,空气阻力不计,求它落到斜面上B时的动能. =1、C 2、AC 3、C 4、C 5、A 6、AB 7、AC 8、B9、B 10、mg(H1H2) 11、; 12、3。5J