(共17张PPT)
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，它的重力势能有什么不同？
讨论与交流2:
重力做功与物体运动的路径有关吗？
★重力做功与路径无关，仅取
决于始点和终点的高度Δh。
讨论与交流3：
试以自由落体和竖直上抛为例，导出重
力做功WG与重力势能变化的关系.
★重力做正功，重力势能减少，且重力做多少功，
重力势能就减少多少；
★重力做负功，重力势能增加，且物体克服重力
做多少功，重力势能就增加多少。(共24张PPT)
第二节
动能
势能
1、知道功是能量转化的量度。
2、理解动能的概念，
并会用动能的定义式进行计算。
3、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。
4、理解重力势能的变化与重力做功的关系。知道重力做功与路径无关及重力势能的相对性。
5、了解弹性势能的概念。
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。
练习：关于功和能的关系,下列说法正确的是（
）
A.具有能的物体一定在做功
B.物体具有的能量越多,做的功越多
C.物体做的功越多,它具有的能越大
D.物体能够做的功越多,它具有的能就越大
D
动能
势能
重力势能
弹性势能
机械能
自然界最常见的一种能量——机械能
一
动能
1、定义：
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
2、影响因素：
【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
。试求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。
动能
3．物体的动能等于物体质量与物体速度的二次
方的乘积的一半
。
4．动能的表达式：
5．动能是标量
6．动能的单位：焦耳（J）
练习（多选）下列的物体具有动能的是（
）
A.在空中飞行的飞机
B.天花板上的吊灯
C.马路上飞驰的汽车
D.在水中游动的小鱼
ACD
二
重力势能
——由物体所处位置的高度决定的能量。
1、定义
2、影响重力势能的因素
将一个质量为m、静止的物块，匀速下降h。试导出物块此时重力势能的表达式。
重力对物体做的功:
由功能关系知,功等于物体重力势能的转化量:
重力势能
W=FSCOSα=mghcos00=mgh
Ep=W=mgh
3.重力势能的表达式：EP=mgh
4.重力势能是标量
5.单位：SI制中，单位为：焦耳（J）
6.重力势能具有相对性——参考平面
重力势能可正可负，在零势面上方为正值,
在零势面下方为负值.
且正负表示大小。
如图,质量为0.5kg的小球,从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点,桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表.(g=10m/s2)
参考
平面
小球在A点重力势能
小球在B点重力势能
下落过程小球重力做功
下落过程小球重力势能变化
桌面
地面
6J
10J
-4J
0
10J
10J
-10J
-10J
h1
h2
A
B
选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关
讨论与交流1
物体竖直下落
A
h
B
m
物体沿斜线运动
A
C
h
θ
m
L
重力做功的特点
讨论与交流2
WG=Fscos0°=mgh
Δh1
Δh2
Δh3
物体沿曲线运动
A
B
h
A
△h
1
θ
m
L
物体从A落到B的过程中,重力做功
重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关
WG=mgh
A
B
h
A
h
B
m
A
B
h
θ
m
L
思考：
对上述重力沿不同路径做功的三种情形的分析，你有什么体会？
重力做正功，重力势能减少，且重力做多少功，重力势能就减少多少；
重力做负功，重力势能增加，且物体克服重力做多少功，重力势能就增加多少。
试以自由落体和竖直上抛为例，导出重力做功WG与重力势能变化的关系.
讨论与交流3
WG
=
Ep1
-
Ep2
或
WG
=
mgh1–mgh2
三
弹性势能
——发生形变的物体在恢复原状时能够对外界做功，因而具有能量。
1、定义
2、影响因素
①弹性势能与形变的大小有关；
②弹性势能与弹力有关
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
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
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.当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
C.地球上每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
4.一架竖直匀速上升的直升飞机，它的
（
）
A、动能增加，重力势能不变
B、动能不变，重力势能增加
C、动能和重力势能都增加
D、动能不变，机械能也不变
?
B
【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。
