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* * 第四章 机械能和能源 第二节 动能 势能 第二节 动能 势能 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。 功和能的关系——功是能量转化的量度。 当一个物体对另一个物体做功后，它的一部分能量就转移到了这个物体上，因此，做功的过程就是能量转化和传递的过程。做了多少功，就有多少能量发生转化。 风力发电站 水力发电站 第二节 动能 势能 一.动能 ——物体由于运动而具有的能量叫做动能。 【讨论与交流】影响动能的因素： 一个质量为m、静止的物块，在水平拉力F的作用下，在光滑水平桌面上加速运动，速度达到v。试导出物块此时动能的表达式。 拉力F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 动能 势能 物理中的过程量和状态量 过程量——用来描述一段时间或一段空间变化的物理量。 如：时间t、位移s、平均速度v平、功W等 状态量——用来描述某一时刻或某一位置上的物理量。 如：时刻t、速度v、加速度a、能量E等 【说明】 1.动能的表达式： 2.动能是标量，SI制中，单位为：焦耳（J） 3.动能是状态量。 例1、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，汽车的动能各是原来的几倍。 A、质量不变，速度增大为原来的2倍； B、速度不变，质量增大为原来的2倍； C、质量减半，速度增大到原来的4倍； D、速度减半，质量增大到原来的4倍。 4 2 8 1 第二节 动能 势能 二.重力势能 ——物体由于被举高而具有的能量。 【讨论与交流】影响重力势能的因素 将一个质量为m、静止的物块，匀速举高h。试导出物块此时重力势能的表达式。 外力F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 动能 势能 【说明】 1.重力势能的表达式：EP=mgh 2.重力势能是标量，SI制中，单位为：焦耳（J） 3.重力势能是状态量。 4.重力势能具有相对性——参考平面 5.重力势能的差值具有绝对性。 6.重力做功的特点——只与始末位置有关，与路径无关。 （保守力与耗散力） 7.重力做功与重力势能变化的关系：△EP=EP2－EP1=－WG ①重力做正功，重力势能减小； ②重力做负功，重力势能增大。 例2．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之确定 B.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－5J变化到－3J，重力势能变小了 D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功 D 例3、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是： （ ） A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加； C、地球上物体一个物体的重力势能都有一个确定值； D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。 ABD 例4、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则： （ ） A、重力做功为50J； B、物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的动能一定减少了50J； D、重力做了50J的负功。 BD 第二节 动能 势能 三.弹性势能 ——物体由于发生了弹性形变而具有的能量。 【讨论与交流】影响弹性势能的因素： ①弹性势能与形变的大小有关； ②弹性势能与弹力有关。 【拓展】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。 2.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(面)的选取。 4. (……)势能变化与(……)力做功的关系 ①(……)力做正功， (……)势能减小； ②(……)力做负功， (……)势能增大。 第二节 动能 势能 四.小结 【注意】 1.做功可以改变物体的能量，功是能量改变的量度。 2.各种能量之间可以进行转化。 例5．如图，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面高为0.4m的支架上。 （1）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 架下落到桌面的过程中，重力做功 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？ 讨论与交流1： 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