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  • 2021-06-01 发布

2020高中物理第四章机械能和能源第3-4节势能;动能动能定理1势能和动能学案2

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势能和动能 一、考点突破:‎ 知识点 考纲要求 题型 说明 势能和动能 ‎1. 理解动能和势能的概念;‎ ‎2. 掌握动能和势能的计算;‎ ‎3. 理解功是能量转换的量度。‎ 选择题、计算题 属于高频考点,是最基本的能量形式,高考中通常结合动能定理、功能关系、机械能守恒、能量守恒进行考查。‎ 二、重难点提示:‎ 重点:动能和势能的计算。‎ 难点:动能和势能的影响因素。‎ 一、动能、势能的比较:‎ ‎ 项目 类别 动能 重力势能 弹性势能 定义 物体由于运动而具有的能 物体由于被举高而具有的能 弹簧由于形变而具有的能 表达式 影响因素 质量、速度 质量、高度 劲度系数、形变量 性质 标量、相对性、状态量 标量、相对性、状态量 系统具有 标量、状态量 系统具有 单位 焦耳(J)‎ 变化量 的量度 合力功 重力功 弹力功 正负 正 可正、可负、可为零 正 二、机械能:‎ 动能和势能统称为机械能。‎ 3‎ ‎1. ‎ ‎2. 能量的单位:焦耳,简称焦,符号是J。‎ ‎【重要提示】所有能量的单位都是焦耳,所有能量都是状态量。‎ ‎3. 功和能的关系:功是能量转化的量度。‎ ‎(1)能:状态量,能量的大小代表做功本领的强弱;‎ ‎(2)功:过程量,代表能量从一种形式转化为另一种形式的多少;‎ ‎(3)物体对外做功多少,自身能量就减少多少,外界对物体做功多少,自身能量就增加多少。‎ 注意:我们所关注的不是物体具有多少能量,而是物体的能量转化了多少。不同形式的能量转化对应着不同力做的功。‎ 例题1 一质量为的物体由静止开始下落,由于受空气阻力影响,物体下落的加速度为,在物体下落高度为的过程中,下列说法正确的是( ) ‎ A. 物体的动能增加了 B. 物体的机械能减少了 C. 物体克服阻力所做的功为 D. 物体的重力势能减少了 思路分析:根据牛顿第二定律,根据运动学公式,下落h高度的速度为,所以,故A选项正确;重力势能减少了,故机械能减少量,故B选项错;同时可知阻力,所以阻力做负功,也就是克服阻力做功为,故C选项错,由上面分析知,物体重力势能减少量等于重力做的功即,D选项错。‎ 答案:A 3‎ 例题2 某人用100N的力将一质量为‎50g的小球以‎10m/s的速度从某一高处竖直向下抛出,经1s小球刚好落地,不考虑空气阻力,选地面为零势能点,g=‎10m/s2。求:‎ ‎(1)小球刚抛出时的动能和势能各多大?‎ ‎(2)小球着地时的动能和势能各多大?‎ 思路分析:(1)小球下落的高度:,‎ 则刚抛出时小球的势能:,‎ 小球的动能:;‎ ‎(2)小球着地时的势能:,‎ 此时小球的速度:,‎ 则动能:。‎ 答案:(1)小球刚抛出时的动能和势能各为2.5J,7.5J (2)小球着地时的动能和势能分别为10J,0‎ 例题3 关于动能,下列说法中正确的是(  )‎ A. 动能是普遍存在的机械能中的一种基本形式,凡是物体都有动能 B. 质量减半,速度增大到原来的2倍,则物体的动能不变 C. 一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化 D. 动能不变的物体,一定处于平衡状态 思路分析:动能就是物体由于运动而具有的能量,是普遍存在的机械能中的一种基本形式,凡是运动的物体都有动能,所以A选项错误;质量减半,速度增大到原来的2倍,依据公式,则物体的动能增大到原来的2倍,故B选项错误;对于一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化,如只是速度的方向发生变化时,物体的动能就是不变的,故C选项正确;动能不变的物体,可以是物体速度的大小不变,但速度的方向可以变化,比如匀速圆周运动,故D选项错误。‎ 答案:C ‎【方法提炼】功是能量转化的量度,;。‎ 注意:在物理学上定义:增量等于末态减初态;减少量等于初态减末态。‎ 满分训练:起重机将质量为m的货物竖直匀加速吊起,加速度为a。当把货物提升h高度时,货物的重力势能增量ΔEp及起重机对货物所做的功W分别为( )‎ A. ΔEp=mgh B. ΔEp=mah C. W=m(g-a)h D. W=m(g+a)h 思路分析:重力势能增量等于克服重力做功为mgh,所以A正确,B错误;根据牛顿第二定律可求起重机对货物的作用力F-mg=ma,所以W=m(g+a)h,故C错误,D正确。‎ 答案:AD 3‎