高中物理必修2動能 勢能-課文知識點解析

1、動能 勢能-課文知識點解析和能的關系一、能量1.概念：一個物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個物體具有能量.2.形式：能有各種不同的形式，如機械能、內(nèi)能、光能、化學能等.不同的運動形式對應于不同形式的能.無論是微觀的分子、電子，還是宏觀的天體都在運動，因此，能量是物體的固有屬性，一種形式的運動對應著相應形式的能,如由于機械運動而具有的能稱為機械能.二、能量的轉(zhuǎn)化各種不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，并且在轉(zhuǎn)化過程中能量總是守恒的.三、功是能量轉(zhuǎn)化的量度做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，反之轉(zhuǎn)化了多少能量就說明做了多少功.功和能的單位相同，在國際單位制中，都是焦（J）.例如：人

2、用手將皮球拋出.在拋球的過程中，球獲得了動能，同時人的化學能減小，而且球增加的動能和人減少的化學能在量值上是相等的.皮球的功能增加人的化學能減少E知識鏈接通過對能量的理解進一步明確，由于物體運動而具有的能是動能.物體由于被舉高而具有的能是重力勢能、而發(fā)生彈性形變的物體具有的能為彈性勢能,而機械能包括動能和勢能，為以后學習機械能守恒打下基礎.全析提示能量是狀態(tài)量，是由物體的狀態(tài)決定的，能量是標量.要點提煉功和能是兩個密切相關的物理量，但功和能有本質(zhì)的區(qū)別，功是反映物體間在相互作用過程中能量變化多少的物理量.是一個過程量；能是用來反映物體運動狀態(tài)的物理量.處于一定運動狀態(tài)（如速度和相對位置）的物體

3、就有一定的能量.1.對皮球來說，人對球做的是正功E，其能量增加E.2.對人來講，球?qū)θ俗龅氖秦摴，所以其能量減少E.3.對于相互作用的人和球來講，其總能量是守恒的.可見，做功的過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)化過程，做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化.概括地說，功是能量轉(zhuǎn)化的標志和量度.動能（kinetic energy）一、定義：物體由于運動而具有的能量.二、公式Ek=mv2，即物體的動能等于物體質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半.三、動能的單位與功的單位相同，在國際單位制中的單位是焦耳，因為1 kg·m2/s2=1 N·m=1 J動能也是標量.因為速度的數(shù)值與參考系的選擇有關，故對不

4、同的參考系,物體動能值不同，如不特別說明，通常選地面為參考系計算動能.討論與交流：我的推導過程：構建情景一個質(zhì)量為m、初速度為v的物體，在水平桌面上運動，因受摩擦阻力f的作用，運動一段位移s后靜止下來.（如圖421）圖421思維拓展1.某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等.2.某個物體的能量減小，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等.全析提示v是瞬時速度，故動能是狀態(tài)量，當物體的運動狀態(tài)確定時，物體的動能便有確定值.要點提煉動能的數(shù)值與參考系的選擇有關.理論推導：物體克服摩擦力做的功W=f·s.根據(jù)牛頓第二定律得f=ma根據(jù)勻變速運動的

5、公式v2=2as有s=.由此得W=f·s=ma·=mv2物體初始所具有的動能Ek=mv2所以克服摩擦力所做的功等于物體初始時所具有的動能.重力勢能一、定義物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能.二、公式Ep=mgh即物體的重力勢能等于物體的重量mg和它的高度h的乘積.重力勢能是標量.要理解根據(jù)做功的多少，定量地確定重力勢能的方法.設一個質(zhì)量為m的物體從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點.重力所做的功為WG=mgh=mgh1mgh2可見WG等于mgh這個量的變化，物理學中就用mgh這個物理量表示物體的重力勢能.三、單位重力勢能的單位與功的單位相同，國際單位制單位是焦耳，因

6、為1kg·（m/s2）·m=1N·m=1J四、重力勢能的相對性重力勢能是相對量，大小與零勢能面的選擇有關，要確定重力勢能，必須事先選定零勢能面.在Ep=mgh中，h是物體相對于零勢能面的高度.當物體在零勢能面以上時，重力勢能取正值；當物體在零勢能面以下時，重力勢能取負值；當物體處在零勢能面上時，重力勢能為零.所以，同一物體在同一位置，由于零勢能面的選擇不同，其重力勢能也不同.重力勢能是標量，只有大小而無方向，但有正、負，其正、負表示與零勢能面上物體勢能的相對大小.比較物體的重力勢能大小時，要帶正、負號比較.討論與交流書柜中第二層的書選第二層為參考面，其重力勢能為零

7、.書柜中第二層的書選第一層為參考面，其重力勢能為正值.書柜中第二層的書選第五層為參考面，其重力勢能為負值.討論與交流1.相同.無關，僅取決于始點和終點的位置.2.如圖422所示，設質(zhì)量為m的物體，自由下落，經(jīng)過高度為h1的A點（初位置）時速度為v1，下落到高度為h2的B點（末位置）的速度為v2，重力做的功WG=mg（h1h2），物體重力勢能減小了Ep=mgh2mgh1=mg（h2h1）圖422所以WG=Ep設質(zhì)量為m的物體以豎直上拋經(jīng)過高度為h2的B點（初位置）時速度v2上升到高為h1的A點（末位置）時速度 v1方向與圖中相反,重力做功WG=mg（h1h2）=mg（h2h1）,物體重力勢能增加

8、Ep=mgh2mgh1所以WG=EpWG為重力做的功（可正可負），Ep為物體重力勢能變化量（末位置勢能減去初位置勢能）.思維拓展“構建情景”和“理論推導”是物理推導中常用的方式.全析提示這里應用了功是能量轉(zhuǎn)化的量度這一通用原理.重力做功只與初末位置有關，跟物體運動路徑無關.要點提煉重力勢能的大小與零勢能面的選擇有關，但重力勢能的變化量的大小與零勢能面的選擇無關.全析提示利用重力做功與重力勢能變化的關系.彈性勢能（elastic potential energy）一、定義發(fā)生彈性形變的物體具有的與它的形變有關的能量，叫彈性勢能.二、彈性勢能的大小彈性勢能的大小跟形變的大小有關，形變量越大，彈性勢

9、能也越大.對于彈簧來說，彈性勢能還與勁度系數(shù)有關，當形變量一定時，勁度系數(shù)越大的彈簧彈性勢能也越大.三、特性彈性勢能是跟彈力有關的勢能，它也具有勢能的共性.首先，彈性勢能也是系統(tǒng)所具有的.當物體發(fā)生彈性形變時，組成物體的各部分之間，產(chǎn)生了相互作用的彈力，物體就是由相互作用的各部分組成的系統(tǒng).彈性勢能也是由位置決定的.發(fā)生彈性形變的物體，各部分之間的相對位置發(fā)生了變化，從而產(chǎn)生了對抗形變的彈力.物體的形變量越大，物體所具有的彈性勢能也就越大，跟重力勢能的變化是由重力做功來量度一樣，彈性勢能的變化是由彈力做功的多少來量度.四、勢能（potential energy）凡是由相互作用的物體之間的相對位置決定的能量都叫做勢能.被舉高的重物、被拉伸的彈簧等都具有做功的本領，從而它們都具有勢能.勢能的存在是由于物體間有相互作