4.2 动能 势能 学案1

4.2
动能
势能
学案
【学习目标】
(1)理解动能的概念，会根据动能的定义式来计算运动物体的动能
(2)理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算，认识重力做功与路径无关的特点
(3)知道弹性势能的概念，知道弹性势能与形变的大小有关。
【学习重难点】
动能、重力势能的概念及应用
重力做功与路径无关
【知识链接】功
【课前预习】
一、动能和势能
1、动能
(1)物体由于______________而具有的能叫做动能.动能的符号为：
(2)动能的表达式为：__________________________.
(3)动能的单位：__________,符号：____________.
(4)动能是_____________(“标量”或者“矢量”)
2、重力势能
(1)物体由于受到重力而具有的跟物体和地球的_____________有关的能量，叫做重力势能，重力势能的符号为________
(2)重力势能的表达式：_________________.
(3)重力势能的单位：_________,符号：_________.
(4)重力势能是__________(“标量”或者“矢量”)
(5)重力势能与选择的参考面有关，参考面不同，则重力势能不同.物体与参考面的高度越小，重力势能越______________.
3、重力做功与重力势能变化的关系
(1)重力做的功等于重力mg乘以物体在竖直方向上移动的h.由此可知：重力做功跟物体运动的_______无关，只跟始末位置的_________有关。
(2)重力做功与重力势能变化的关系：重力对物体做多少正功，就____________重力势能；重力对物体做多少负功，就____________重力势能；即
4、弹性势能
(1)弹簧由于发生______________而具有的能叫弹性势能。
(2)弹性势能的大小与弹簧的_____________和____________有关.弹簧的劲度系数越大，形变量越大，弹性势能越___________.
(3)弹性势能的表达式：_________________
(4)弹力做功与弹性势能变化的关系：
二、影响动能的因素：
【课堂探究】
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。
【例1】足球运动员向足球踢了一脚，踢球的力F=100N，球以8m/s的速度飞出，在地面上滚动的距离S=50m,已知足球的质量的速度飞出，在地面上滚动的距离S=50m.已知足球的质量m=0.8kg,求球离开脚时的动能多大？脚对球做的功多大？
三、影响重力势能的因素
【课堂探究】
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。
说明：
1、重力势能具有相对性——参考平面
（1）选择不同的参考平面，同一位置的物体重力势能不相等
（2）重力势能有正、负
正：说明物体在参考平面的上方
负：说明物体在参考平面的下方
（3）正、负表示重力势能的数值
讨论：-10J的重力势能与5J的重力势能大小关系
2、重力势能的差值△EP具有绝对性。
3、重力做功的特点—只与始末位置有关，与路径无关即WG=mgΔh。
4、重力做功与重力势能变化的关系：
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】如图所示，质量为m的小球从高为h的斜面上的A点滚下经水平面BC后，再滚上另一斜面，当它达到h/3处的D点时，速度为零，此过程中重力做的功是多少？重力势能改变了多少？
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。
【课堂检测】
1.质量为0.2kg的小球，以5m/s的速度碰墙后以3m/s的速度被弹回，若选定小球初速度方向为正方向，则小球碰墙前的动能为_________,小球碰墙后的动能为______________.
2.两物体质量之比为1:2，速度之比为2:1，则两个物体的动能之比为_______________.
3.关于速度与动能，下列说法中正确的是（
）
A.一个物体速度越大时，动能越大
B.速度相等的物体，如果质量相等，那么它们的动能也相等
C.动能相等的物体，如果质量相等，那么它们的速度也相等
D.动能越大的物体，速度也越大
4.从离地h高的同一点将一小球分别竖直上抛、平抛、竖直下抛、自由下落，都落到地面，下列说法中正确的是（
）
A.竖直上抛重力做的功最多
B.竖直上抛、平抛、竖直下抛、自由下落三种情况重力做的功一样多
C.只有平抛、竖直下抛、自由下落三种情况重力做的功一样多
D.重力做功与路径无关，只与重力大小和始末位置的高度差有关
5.质量为m=1kg的物体克服重力做功50J，g取10m/s,则：
A.物体一定升高了5m
B.物体的动能一定减少了50J
C.物体的重力势能一定增加了50J
D.物体一定是竖直向上运动
【课后作业】课后练习