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- 2021-06-01 发布
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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
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