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- 2021-05-24 发布
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一、重力势能
1 定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
2 公式: mghEP
h——物体具参考面的竖直高度
3 参考面
a 重力势能为零的平面称为参考面;
b 选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面
若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何
选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。
4 标量,但有正负。
重力势能为正,表示物体在参考面的上方;
重力势能为负,表示物体在参考面的下方;
重力势能为零,表示物体在参考面上。
5 单位:焦耳(J)
6 重力做功特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的初、末位置有关,而跟物体运动的路
径无关。
7、重力做功与重力势能变化的关系 pEW
(1)物体的高度下降时,重力做正功,重力势能减少,重力势能减少的量等于重力所做的功;
(2)物体的高度增加时,重力做负功,重力势能增加,重力势能增加的量等于物体克服重力
所做的功。
(3)重力势能变化只与重力做功有关,与其他力做功无关。
二、弹性势能
1 概念:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力的相互作用具有势能,称之为弹性势能。
2 弹力做功与弹性势能的关系 pEW
当弹簧弹力做正功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能变成其它形式的能;、当弹簧的弹力做
负功时,弹簧的弹性势能增大,其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。这一点与重力做功跟
重力势能变化的关系相似。
3 势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能,势能是系统所共有的。
三、动能
1 概念:物体由于运动而具有的能量,称为动能。
2 动能表达式: 2
2
1 mEK
3 动能定理(即合外力做功与动能关系): 12 KK EEW
4 理解:① 合F 在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
② 合F 做正功时,物体动能增加; 合F 做负功时,物体动能减少。
- 2 -
③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。
4 适用范围:适用于恒力、变力做功;适用于直线运动,也适用于曲线运动。
5 应用动能定理解题步骤:
a 确定研究对象及其运动过程
b 分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功
c 确定研究对象在运动过程中初末状态,找出初、末动能
d 列方程、求解。
动能与势能 达标练习
1、做匀速圆周运动的物体,在运动过程中保持不变的物理量是( )
A. 速度 B. 合外力 C. 加速度 D. 动能
2、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. 地球上的物体的重力势能都有一个确定值
D. 重力做功多少与参考平面的选取无关
3、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
4、做匀速直线运动的物体,在两个连续相等的时间内,物体动能的增加量 1KE 和 2KE 的关
系是( )
A. 1KE = 2KE B. 1KE > 2KE C. 1KE < 2KE D. 无法确定
5、做自由落体运动的物体,通过全程所用的时间为 t。则它在前 t/2 通过的位移和后 t/2 通
过的位移之比为 ,在 t/2 时刻的动能根 t 时刻的动能之比为 。
巩固与提高
1、 光滑水平地面上有一质量为 m 的物体,在水平恒力 F 作用下由静止开始运 动。如果精力
时间 t 使物体或的动能 KE ,为了使物体由静止开始获得的动能为 2 KE ,则应采取以下
何种措施( )
A. 保持 F 不变,而使物体运动的位移加倍
B. 保持 F 不变,而使物体运动的时间加倍
C. 使力 F 加倍,但 保持作用时间不变
D. 使力 F 减半而使物体的运动时间加倍
2、 物体从某一高处自由落下,落到直立在地面的轻弹簧上,在 A 处,物体开始跟弹簧接触,
- 3 -
1
2
m1
m2
k1
k2
到 B 处物体的速度为零,然后被弹 回。下列说法正确的是( )
A.物体从 A 下降到 B 的过程中,动能逐渐减小
B.物体从 B 上升到 A 的过程中,动能逐渐增大
C.物体从 A 下降到 B 以及从 B 上升到 A 的过程中,动能都是先增大后减小
D.物体从 A 下降到 B 的过程中,动能和重力势能的总和逐渐减小
3、 如图所示,倔强系数为 k1 的轻质弹簧两端分别与质量均为 m 的物块 1、
2 拴接,倔强系数为 k2 的轻质弹簧上端与物块 2 拴接,下端压在桌面上
(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物块 1 缓慢地竖直上提,
直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。在此过程中,物块 2 的重力势能
增加_________,物块 1 的重力势能增加了_________。
参考答案
达标训练:
1.D 2.ABD 3.BD 4.C 5.1:3 1:4
巩固与提高:
1 .A 2、CD 3、 2
22 /2 kgm 2121
22 /2 kkkkgm
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