重力势能、动能定理

重力势能 动能定理

教学目标

1、理解重力势能

2、理解重力势能与重力做功的关系

3、理解动能定理

4、能够运用动能定理解决问题

基础知识归纳

一、重力势能

1、重力做功的特点

对于确定的物体，其重力大小、方向不变，当沿不同的路径向下或向上运动时，可知，重力做功只与初、末位置的高度差有关，与路径无关，故：

（1）物体运动时，重力做功只与起点、终点位置有关，与路径无关；

（2）重力做功的大小等于重力与初、末位置高度差的乘积。物体向下运动，重力做正功；物体向上运动，重力做负功。 2、重力势能

（1）定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。

（2）定义式：

p mgh E =，在国际单位制中，其单位是焦（J ）。

（3）说明：

①重力势能是 标量 .

②重力势能是 相对 的，是相对零势能面而言的，只有选定零势能面以后，才能具体确定重力势能的量值，故E p ＝mgh 中的h 是物体相对零势能面的距离.一般我们取地面为零势能面。

③重力势能可正，可负，可为零.若物体在零势能面上方，重力势能为 正 ；物体在零势能面下方，重力势能为 负 ；物体处在零势能面上，重力势能为 零 .

④重力势能属于 物体和地球 共有.通常所说“物体的重力势能”实际上是一种不严谨的习惯说法。

3、重力做功与重力势能变化间的关系

重力做正功，重力势能 减少 ；重力做负功，重力势能 增加 。重力所做的功等于重力势能 变化量 的负值，即W G ＝－ΔE p ＝－（Ep 2－Ep 1）＝－（mgh 2－mgh 1）＝Ep 1－Ep 2 二、动能

1、概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。

2、定义式：22

1mv E k =

3、单位：与功的单位相同，国际单位：焦（J ）

4、注意：

（1）动能是标量，有大小但是无方向。

（2）动能是状态量，与某一时刻、某一位置的速度相对应。

（3）动能具有相对性，参考系不同，动能不同，一般以地面为参考系。 三、动能定理

1、内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

2、表达式：12k k E E W -=

3、对动能定理的理解:

（1）W 总是所有外力对物体做的总功，等于所有外力对物体做功的代数和，即：W 合=W 1+ W 2+ W 3+…….特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功。

（2）动能定理适用单个物体，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理。由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化。在动能定理中，总功指各外力对物体做功的代数和，这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等．

（3）不论做什么运动形式,受力如何，动能定理总是适用的。

（4）做功的过程是能量转化的过程，动能定理中的等号“＝”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号，它并不意谓着“功就是动能的增量”，也不意谓着“功转变成动能”，而意谓着“合外力的功是物体动能变化的原因，合外力对物体做多少功物体的动能就变化多少”。

（5）W 总>0时，E k 2>E k 1，物体的动能增加；W 总<0时，E k 2

应用动能定理涉及一个过程，两个状态．所谓一个过程是指做功过程，应明确该过程各外力所做的总功；两个状态是指初末两个状态的动能．

动能定理应用的基本步骤是：

①选取研究对象，明确并分析运动过程．

②分析受力及各力做功的情况，受哪些力？每个力是否做功？在哪段位移过程中做功？正功？负功？做多少功？求出代数和．

③明确过程始末状态的动能E k1及E K2

④列方程 W =E K 2一E k 1，必要时注意分析题目的潜在条件，补充方程进行求解

典例精析

1、重力做功的特点

【例1】沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物体到顶端，以下说法正确的是（ ）

A ．沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多

B ．沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多

C ．沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少

D ．上述几种情况重力做功同样多

解析：重力做功与物体运动的具体路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关，无论是光滑路径或粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末位置的高度差相同，重力做功就相同.因此，无论坡度大小、长度大小及粗糙程度如何，只要高度差相同，克服重力做的功就一样多，故选D.

答案：D 2、重力势能

【例2】一实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列说法正确的是（ ）

A ．铁球的重力势能大于木球的重力势能

B ．铁球的重力势能等于木球的重力势能

C ．铁球的重力势能小于木球的重力势能

D ．上述三种情况都有可能 答案：C

3、重力做功与势能的关系

【例3】如图所示，一个质量为M 的物体，放在水平地面上，物体上方安装一个长度为L 、劲度系数为k 的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P 点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离，在这一过程中，P 点的位移(开始时弹簧处于原长)是H ，则物体重力势能的增加量为

A ．MgH

B ．MgH +k

Mg 2

）

（

C ．MgH －k

Mg 2

）

（

D ．MgH －

k

Mg

答案：C

【例4】如图所示，一个质量为m 、半径为r 、体积为V 的铁球，用一细线拴住，慢慢地放入截面积为S 、深度为h 的水中．已知水的密度为ρ，求铁球从刚与水面接触至与杯底接触的过程中，水与铁球的重力势能分别变化了多少？水与铁球组成的系统总的重力势能变化了多少？

答案：铁球重力势能减少了mgh ，水的重力势能增加了2

1

ρgV 2/S ，铁球与水总的重力势能减少了mgh -

21ρgs (Δh )2=mgh -2

1

ρgV 2/S

【练习1】地面上竖直放置一根劲度系数为k ，原长为L 0的轻质弹簧，在其正上方有一质量为m 的小球从h 高处自由落到下端固定于地面的轻弹簧上，弹簧被压缩，求小球速度最大时重力势能是多少？（以地面为参考平面）

解析：当mg =kx 时，小球的速度最大， 所以x =mg /k ．

此时小球离地面高度为：H =L 0－x =L 0－mg /k 重力势能E p =mgH +mg （L 0－mg /k ）=mgL 0－m 2g 2/k ． 答案：E p =mgL 0－m 2g 2/k

4、动能定理

【例5】用拉力F 使一个质量为m 的木箱由静止开始在水平冰道上移动了s ，拉力F 跟木箱前进的方向的夹角为α，木箱与冰道间的摩擦因数为μ，求木箱获得的速度？

解析：()[]02

1

sin cos 2-=

--mv s F mg F αμα 【练习2】质量为20g 的子弹，以300m/s 的速度水平射入厚度是10mm 的钢板，射穿后的速度是100m/s ，子弹受到的平均阻力是多大？

5、多过程问题

【例6】一物体静止在不光滑的水平面上，已知m =1kg ，μ=0.1，现用水平外力F =2N 拉其运动5m 后立即撤去水平外力F ，求其还能滑多远?

【练习3】铁球1m 高处掉入沙坑，则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的20倍，则铁球在沙中下陷深度为多少m ？

解析：解法一：分段列式

自由下落：02

1

2-=mv mgH 沙坑减速：2

2

10mv h f mgh -=-

解法二：全程列式

()0=-+h f h H mg

6、变力做功

【例7】运动员踢球的平均作用力为200N ，把一个静止的质量为1kg 的球以10m/s 的速度踢出，水平面上运动60m 后停下，则运动员对球做的功?

如果运动员踢球时球以10m/s 迎面飞来,踢出速度仍为10m/s,则运动员对球做的功为多少?

【练习4】一颗质量m =10g 的子弹，以速度v =600m/s 从枪口飞出，子弹飞出枪口时的动能为多少？若测得枪膛长s =0.6m ，则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大？

【例8】从高为5m处以水平速度8m/s抛出一质量为0.2kg的皮球，皮球落地速度为12m/s，求此过程中皮球克服空气阻力做的功?(g=9.8m/s2)

【练习5】如图所示,光滑1/4圆弧半径为0.8m，有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点，然后沿水平面前进4m，到达C点停止。求：

（1）在物体沿水平运动中摩擦力做的功。

（2）物体与水平面间的动摩擦因数。

课外作业

1、下列说法中正确的是（）

A．地面上的物体重力势能一定为零

B．质量大的物体重力势能一定大

C．不同的物体中离地面最高的物体重力势能最大

D．离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零

答案：D

2、关于重力势能，下列说法中正确的是（）

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．重力势能的减小量等于重力对物体做的功

解析：物体的重力势能与参考面有关，同一物体在同一位置相对不同的参考面的重力势能不同，A选项错.物体在零势面以上，距零势面的距离越大，重力势能越大；物体在零势面以下，距零势面的距离越大，重力势能越小，B选项错.重力势能中的正、负号表示大小，-5 J的重力势能小于-3 J的重力势能，C选项错.重力做的功量度了重力势能的变化，D选项正确

答案：D

3、物体在运动过程中克服重力做功为100J，则下列说法中正确的是（）

A．物体的重力势能一定增加了100J

B．物体的重力势能一定减小了100J

C．物体的动能一定增加100J

D．物体的动能一定减小100J

答案：A

4、质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落，桌面离地面的高度为h ，如图所示，若

A ．mgh ，减少

mg (H -h ) B ．mgh ，增加mg (H +h ) C ．-mgh ，增加mg (H -h ) D ．-mgh ，减少mg (H +h ) 答案：D

5、在高处的某一点将两个质量相同的小球以相同的速率v 0分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是（不计空气阻力）（ ）

A ．从抛出到刚着地，重力对两球做的功相等

B ．从抛出到刚着地，重力对两球做的都是正功

C ．从抛出到刚着地，重力对两球做功的平均功率相同

D ．两球刚着地时，重力的瞬时功率相等

解析：两球质量相等，下落高度也相等，所以重力所做的功相等，故A 对；两球都下落了，所以重力所做的总功都为正功，故B 对；两球所做总功相等，由动能定理可知，他们的末速度相等，由P=FV ,所以着地时，瞬时功率相等，故D 对 答案：ABD

6、物体做自由落体运动，其相对于地面的重力势能与下落速度的关系如图所示，其中正确的是（ ）

答案：C

7、在离地面一定高度处，以相同的动能，向各个方向抛出多个质量相同的小球，这些小球到达地面时，有相同的（ ）

A ．动能

B ．速度

C ．速率

D ．位移 答案：AC

8、甲、乙、丙三个物体具有相同的动能，甲的质量最大，丙的最小，要使它们在相同的距离内停止，若作用在物体上的合力为恒力，则合力（ ）

A ．甲的最大

B ．丙的最大

C ．都一样大

D ．取决于它们的速度 答案：C

9、质量为m 的物体静止在粗糙的水平地面上，若物体受到水平力F 的作用从静止起通过位移s 后获得的动能为E 1，当物体受水平力2F 作用，从静止通过相同位移s ，它获得的动能为E 2，则（ ）

A ．E 2＝E 1

B ．E 2＝2E 1

C ．E 2＞2E l

D ．

E 1＜E 2＜2E l 答案：C

10、如图，长为L 的细线拴一个质量为m 的小球悬挂于O 位置且线恰被拉直．求放手后小球摆到O 点正下方的过程中：

（1）球的重力做的功；

（2）线的拉力做的功； （3）外力对小球做的总功． 答案：（1）W G =mgL （2）W F =0 （3）W 总=mgL

11、一个人站在距地面高h = 15m 处，将一个质量为m = 100g 的石块以v 0 = 10m/s 的速度斜向上抛出。

（1）若不计空气阻力，求石块落地时的速度v .

（2）若石块落地时速度的大小为v t = 19m/s ，求石块克服空气阻力做的功W .

解析：（1）m 由A 到B ：根据动能定理：

22

1122mgh mv mv =- 20m/s v ∴=

（2） m 由A 到B ，根据动能定理： 22

t 0

1122

mgh W mv mv -=-

1.95J W ∴=

12、在水平的冰面上,以大小为F =20N 的水平推力，推着质量m =60kg 的冰车，由静止开始运动. 冰车受到的摩擦力是它对冰面压力的0.01倍,当冰车前进了s 1=30m 后,撤去推力F ，冰车又前进了一段距离后停止. 取g = 10m/s 2. 求： (1)撤去推力F 时的速度大小. (2)冰车运动的总路程s . 解：

(1) m 由1状态到2状态：根据动能定理： 2111

cos0cos18002Fs mgs mv μ+=-

3.74m/s v ∴=

(2) m 由1状态到3状态：根据动能定理： 1cos0cos18000Fs mgs μ+=-

100m s ∴=

A

f

动能和势能_动能和势能的转化

动能和势能，动能和势能的转化 中考基本要求： 1．知道什么是动能、势能、机械能和弹性势能，并能举例说明。 2．知道动能、重力势能、弹性势能的大小各与什么因素有关，并能解释简单的现象。 3．理解动能和势能的相互转化，能解释有关不同形式的机械能相互转化的简单现象。 中考常考内容： 1．判断什么样的物体具有能量，判断一个物体具有何种形式的机械能。 2．比较物体具有的动能、重力势能或弹性势能的大小。 3．分析有关动能和势能间相互转化的事例。 知识要点精析： 1．功和能的关系 能是一种状态，能量的大小是状态量；而做功是一个过程，功的大小是过程量。物体具有做功的本领，即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式的数量，因而功和能的单位也是相同的。 2．动能及影响动能大小的因素 动能是物体由于运动而具有的能量，即物体由于运动而具有做功的本领叫做动能。 运动的物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小。具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。 3．重力势能及影响重力势能大小的因素 物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。例如：被举高的重锤，空中的飞机，阳台上的花盆等都具有重力势能。 重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度。当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小。物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大。 4．弹性势能及影响弹性势能大小的因素 物体由于发生形变而具有的能量叫做弹性势能。物体在外力作用下，它的形变会发生变化，称为形变。如果将对物体施加的外力撤消，物体的形变能够完全消失，恢复原状，这种形变称为弹性形变。发生弹性形变的物体有恢复原来形状的能力，具有做功的本领，因此具有能，这种能称为弹性势能。 弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。

重力势能和动能定理

第4讲 重力势能、弹性势能和动能定理 知识要点: 1..掌握重力做功与重力势能改变量之间的关系 2.掌握弹力做功与弹性势能改变量之间的关系 3.掌握动能定理及其应用 1．质量m =200kg 的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s 末汽车的速度恰好达到最大.则下列说法正确的是( ) A ．汽车受到的阻力200N B ．汽车的最大牵引力为700N C ．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m D ．8s~18s 过程中汽车牵引力做的功为7×104 J 【答案】D 根据机车保持恒定的加速度启动，先做匀加速直线运动，当功率增大到最大功率后做变加速直线运动，最后牵引力减小到等于阻力时做匀速直线运动. A 、机车匀速时有 ，可得 ；故A 错误. B 、对启动的过程分析可知，最初的匀加速阶段时的牵引力最大，而由v-t 图象可知 ，故最大牵 引力为 ；B 错误. C 、汽车在做变加速运动过程的时间 ，速度从8m/s 增大为10m/s ，此过程牵引力的功率保持不 变，由动能定理 ，解得： ；故C 错误. D 、8s~18s 牵引力的功率保持不变，则牵引力的功为 ，故D 正确. 2．细绳拴一个质量为m 的小球将固定在墙上的轻质弹簧压缩，小球与弹簧不粘 连。距地面的高度为h ，如图所示。现将细线烧断，不计空气阻力，则 A ．小球的加速度始终为g B ．弹簧的弹力对小球做负功 C ．小球离开弹簧后在空中做平抛运动 D ．小球落地前瞬间的动能一定大于mgh 【答案】D 【解析】在绳子烧断之后小球受到弹簧的弹力和重力作用，合力斜向下，合力大于重力，所以烧断瞬间加速度大于g ，故选项A 错误；离开弹簧之后，小球只受到重力的作用，机械能守恒，故B 错误；小球离开弹簧时其速度方向沿合力方向，不是水平方向，所以小球离开弹簧之后尽管只受到重力作用，但是不做平抛运动，

高中物理动能定理的推导过程

动能地定理推导过程 第一步：说明物体的运动状态，并导出加速度计算式。 如图5—5所示：物体沿着不光滑的斜面匀加速向上运动，通过 A处时的即时速度为v0，通过B处时的即时速度为v t，由A处到B处的 位移为S。通过提问引导学生根据v t2－v02=2as写出： ① 第二步：画出物体的受力分析图，进行正交分解，说明物体 的受力情况。 图5─6是物体的受力分析图（这个图既可以单独画出，也 可补画在上图的A、B之间），物体受到了重力mg、斜面支持力N、 动力F、阻力f。由于重力mg既不平行于斜面，也不垂直于斜面， 所以要对它进行正交分解，分解为平行于斜面的下滑分力F1和垂直 于斜面正压力F2。然后说明：物体在垂直斜面方向的力N=F2；物体平行斜面方向的力F＞f+F1(否则物体不可能加速上行)，其合力为： ② 第三步：运用牛顿第二定律和①、②两式导出“动能定理”。 若已知物体的质量为m 、所受之合外力为、产生之加速度为a。 则根据牛顿第二定律可以写出： ③将①、②两式代入③式： 导出：④

若以W表示外力对物体所做的总功 ⑤ 若以E ko表示物体通过A处时的动能，以E kt表示物体通过B处时的动能 则：⑥ ⑦ 将⑤、⑥、⑦三式代入④式，就导出了课本中的“动能定理”的数学表达形式： W=E kt－E ko 若以△E k表示动能的变化E kt－E ko 则可写出“动能定理”的一种简单表达形式： W=△E k 它的文字表述是：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。这个结论叫做“动能定理”。第四步：在“动能定理”的基础上推导出“功能原理”。 在推导“动能定理”的过程中，我们曾经写出过④式，现抄列如下： ④ 为了导出“功能原理”我们需要对其中的下滑分力做功项F1S进行分析推导。 我们知道，当斜面的底角为θ时，下滑分力F1和重力mg的关系如下： （前面已有⑤、⑥、⑦式）⑧

动能 势能 动能定理

§2 动能 势能 动能定理 教学目标： 理解功和能的概念，掌握动能定理，会熟练地运用动能定理解答有关问题 教学重点：动能定理 教学难点：动能定理的应用 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、动能 1．动能：物体由于运动而具有的能，叫动能。其表达式为：22 1mv E k =。 2．对动能的理解 （1）动能是一个状态量，它与物体的运动状态对应．动能是标量．它只有大小，没有方向，而且物体的动能总是大于等于零，不会出现负值． （2）动能是相对的，它与参照物的选取密切相关．如行驶中的汽车上的物品，对汽车上的乘客，物品动能是零；但对路边的行人，物品的动能就不为零。 3．动能与动量的比较 （1）动能和动量都是由质量和速度共同决定的物理量， 22 1 mv E k =＝m p 22 或 k mE p 2= （2）动能和动量都是用于描述物体机械运动的状态量。 （3）动能是标量，动量是矢量。物体的动能变化，则其动量一定变化；物体的动能变化，则其动量不一定变化。 （4）动能决定了物体克服一定的阻力能运动多么远；动量则决定着物体克服一定的阻力能运动多长时间。动能的变化决定于合外力对物体做多少功，动量的变化决定于合外力对物体

施加的冲量。（5）动能是从能量观点出发描述机械运动的，动量是从机械运动本身出发描述机械运动状态的。 二、重力势能 1．重力势能：物体和地球由相对位置决定的能叫重力势能，是物体和地球共有的。表达 式： mgh E p ，与零势能面的选取有关。 2．对重力势能的理解 （1）重力势能是物体和地球这一系统共同所有，单独一个物体谈不上具有势能．即：如果没有地球，物体谈不上有重力势能．平时说物体具有多少重力势能，是一种习惯上的简称． 重力势能是相对的，它随参考点的选择不同而不同，要说明物体具有多少重力势能，首先要指明参考点(即零点)． （2）重力势能是标量，它没有方向．但是重力势能有正、负．此处正、负不是表示方向，而是表示比零点的能量状态高还是低．势能大于零表示比零点的能量状态高，势能小于零表示比零点的能量状态低．零点的选择不同虽对势能值表述不同，但对物理过程没有影响．即势能是相对的，势能的变化是绝对的，势能的变化与零点的选择无关． （3）重力做功与重力势能 重力做正功，物体高度下降，重力势能降低；重力做负功，物体高度上升，重力势能升高．可以证明，重力做功与路径无关，由物体所受的重力和物体初、末位置所在水平面的高度差决定，即：W G=mg△h．所以重力做的功等于重力势能增量的负值，即W G= -△E p= -（mgh2-mgh1） 三、动能定理 1．动能定理的表述 合外力做的功等于物体动能的变化。（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。表达式为W=ΔE K 动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。实际应用时，后一种表述比较好操作。不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个

动能和势能 机械能及其转化 知识讲解

动能和势能机械能及其转化 撰稿：肖锋审稿：蒙阿妮 【学习目标】 1、知道动能、重力势能、弹性势能及机械能的概念； 2、了解影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素； 3、掌握探究影响动能、重力势能大小的实验过程； 4、了解机械能的转化和守恒。 【要点梳理】 要点一、能 物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 要点诠释： 1、物体具有做功的本领，即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。物体能做多少功，就说它具有多少能。 2、功就是能转化多少的量度。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式，因而功和能的单位也是相同的。功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J）。 要点二、动能 动能：物体由于运动而具有的能。 要点诠释： 1、物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小。具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。 2、动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 要点三、势能 1.重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 2.弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。 要点诠释： 1、重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 2、重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 3、弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。 要点四、机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 要点五、动能和势能之间的相互转化（高清课堂《动能和势能、机械能及其转化》机械能及其转化） 1、在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从 高下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势能转化为动能。 2、在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压 跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 3、机械能守恒。如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。这个规律 叫做机械能守恒。 4、水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。

动能和动能定理

动能和动能定理教案 教学目标 一.知识与技能 1．使学生进一步理解动能的概念，掌握动能的计算式． 2．结合教学，对学生进行探索研究和科学思维能力的训练． 3．理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题．二.过程与方法 1．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式． 2．理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法．三.情感、态度与价值观 通过动能定理的演绎推导．感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣． 教学重点、难点 教学重点 动能定理及其应用． 教学难点 对动能定理的理解和应用． 教学方法 探究、讲授、讨论、练习 教学活动 [新课导入] 师：在前几节我们学过，当力对一个物体做功的时候一定对应于

某种能量形式的变化，例如重力做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化，本节来探究寻找动能的表达式．在本章“1．追寻守恒量”中，已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能，大家先猜想一下动能与什么因素有关? 生：应该与物体的质量和速度有关． 我们现在通过实验粗略验证一下物体的动能与物体的质量和速度有什么样的关系． (实验演示或举例说明) 让滑块A从光滑的导轨上滑下，与静止的木块月相碰，推动木块做功． 师：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象? 生：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多． 师：说明什么问题? 生：高度越大，滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外做功的本领越强，说明物体由于运动而具有的能量越多．师：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到什么现象? 生：让质量不同的木块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多． 师：说明什么问题? 生：相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，是因为物体的质量不同，在速度相同的情况下，质量越

动能和势能1讲解

动能和势能1 一、选择题(每题分，计分) 1.自行车是我们熟悉的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它涉及不少有关力学的知识.以下各项内容中叙述正确的是 ········································································ ( ) A. 车铃中装有弹簧，使用时利用了弹簧的弹性势能来复位 B. 车轴里的滚珠利用了滚动代替滑动，从而减小了摩擦 C. 坐垫呈马鞍型，它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受的压强 D. 车的把手上有凹槽、脚踏板凹凸不平，是通过改变接触面粗糙程度来增大摩擦 2.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小红同学让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，如图所示。该实验是通过观察木块移动的距离来说明铁球对木块做功的多少。下列实验与此实验方法相同的是【】 ······································· ( ) A. 用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的 B. 建立牛顿第一定律用“伽利略斜面小车实验”进行研究 C. 用不同的电阻和相同的电源研究电流和电阻的关系 D. 研究光的直线传播时引入“光线” 3.如图所示是火箭发射升空时的情景，以下说法正确的是: ···································· ( ) A. 火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大 B. 火箭升空利用了力的作用是相互的 C. 火箭升空时受到平衡力的作用 D. 火箭升空时受到惯性力的作用 4.喷洒农药的飞机在喷洒农药的过程中，在空中某一高度匀速飞行，则飞机在此过程中( ) A. 动能保持不变 B. 重力势能保持不变 C. 机械能保持不变 D. 机械能逐渐减小 5.下列物理现象解释正确的是 ········································································· ( ) A. 硬币越过“栏杆”是因为空气流速越快压强越大 B. 铁锁下降时动能转化为重力势能

重力势能和动能定理测试题(含答案)

重力势能和动能定理测试题（含答案） 一、选择：（50分） 1．关于重力势能的下列说法中正确的是（ ） A ．重力势能的大小只由重物本身决定 C ．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 B ．重力势能恒大于零 D ．重力势能实际上是物体和地球所共有的 2．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（ ） A ．物体克服重力做的功等于重力势能的增加 B. 在同一高度，将物体以初速度V 0向不同的方向抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等 C ．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D ．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和 ⒊一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（ ） A ．铁块的重力势能大于木块的重力势能 B ．铁块的重力势能等于木块的重力势能 C ．铁块的重力势能小于木块的重力势能 D ．上述三种情况都有可能 ⒋当物体克服重力做功时，物体的（ ） A 重力势能一定减少，机械能可能不变 B 重力势能一定增加，机械能一定增加 C 重力势能一定增加，动能可能不变 D 重力势能一定减少，动能可能减少 5．物体在水平外力F 作用下, 从静止出发沿光滑平直轨道经位移s 后速度为v,外力作功W. 在同样位移内速度由v 增至nv, 外力为（ ） nF F n F n F n D. )1(C. )1(B. )1A.(22--- 6．如图1，光滑水平面上，一小球在穿过O 孔的绳子的拉力作用下沿一圆周匀速运动，当绳的拉力为F 时，圆周半径为R ，当绳的拉力增大到8F 时，小球恰可沿半径为R/2的圆周匀速运动。在上述增大拉力的过程中，绳的拉力对球做的功为（ ） A ．0 B ．3FR/2 C ．7FR/2 D ． 4FR 图1 图2 7.某人以速度v 竖直上抛一质量为m 的物体，设空气阻力f 不变，物体上升的最大高度为h ，那么这个人对物体所做的功为（ ） W=mgh+fh +fh+mgh mv W=+fh mv W=mv W=．．．．D 21C 21B 2 1A 22 2 8.某人将重物由静止开始举高h ，并使物体获得速度u ，则下列说法中哪些是正确的 A ．物体所受合外力对它做的功等于物体动能的增量 B ．人的举力对物体做的功等于物体机械能的增量 C ．物体所受合外力对它做的功等于动能、势能的增量之和 D ．人克服重力做的功等于物体势能的增量 9.在平直的公路上, 汽车由静止开始做匀加速运动. 当速度达到vm 后, 立即关闭发动机而滑行直到停止. v- t 图像如图2所示. 汽车的牵引力大小为F, 摩擦阻力大小为f, 全过程中, 牵引力做功为W1,克服摩擦阻力做功为W2, 则 A.F ∶f= 1∶3 B.F ∶f= 4∶1 C.W1∶W2= 1∶1 D. W1∶W2= 1∶3

动能和动能定理

动能和动能定理 一、教学目标 1．知识和技能： ⑴理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算； ⑵理解动能定理及其推导过程； ⑶知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算。 2．过程和方法： ⑴体验实验与理论探索相结合的探究过程。 ⑵培养学生演绎推理的能力。 ⑶培养学生的创造能力和创造性思维。 3．情感、态度和价值观： ⑴激发学生对物理问题进行理论探究的兴趣。 ⑵激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣，会选择用最优的方法处理问题。 二、设计思路 动能定理是力学中一条重要规律，它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能改变的关系，动能定理贯穿在本章以后的内容中，是

本章的教学重点。学习掌握它，对解决力学问题，尤其是变力做功，时间未知情况下的问题有很大的方便。 本课--的过程为： 学生通过回忆初中所学的内容和实验引起思考 学生讨论，设计情景，进行理论探讨和论证，找出动能的表达式。 通过对前面探讨过程的深入思考，得出动能定理 通过具体实例，深化对动能和动能定理的理解，突出动能定理的优越性 由于本节内容较多又很重要，建议安排一节习题课，以达到良好的效果。 三、教学重点、难点 1．重点：⑴动能概念的理解；⑵动能定理及其应用。 2．难点：对动能定理的理解。 四、教学资源

斜面、质量不同的滑块、木块等 五、-- 教师活动 学生活动 点评 一、引入新课【板书】一、动能提问：在初中我们学过动能的初步知识，那么什么是物体的动能？【板书】1、定义：物体由于运动而具有的能量叫动能。提问：物体的动能大小和哪些因素有关呢？你有什么方法可以证明？引导学生重复初中所做得滑块撞击木块的实验。归纳：物体能够对外做功的本领越大，物体的能量就越大，实验中滑块的质量和速度越大，对外做功的本领越大，说明动能和物体的质量和速度有关。提问：那么，到底如何定量的来表示动能呢？过渡：上一节课我们研究了做功和物体速度变化的关系，两者之间有什么关系？提问：那么比例系数为多少呢？如何去确定呢？设计情景：如图所示，某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力f的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。求做功和速度变化的关系？选择学生的答案，投影学生的解答过程，归纳，总结。根据牛顿第二定律：……①根据运动学公式：…②外力f做功：…………

动能势能做功与能量转化的关系

动能势能做功与能量转化 的关系 Newly compiled on November 23, 2020

第2讲 动能 势能 [目标定位] 1.明确做功与能量转化的关系.2.知道动能的表达式，会用公式计算物体的动能.3.理解重力势能的概念，知道重力做功与重力势能变化的关系.4.理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的因素. 一、功和能的关系 1．能量：一个物体能够对其他物体做功，则该物体具有能量． 2．功与能的关系：做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能发生转化，所以功是能量转化的量度．功和能的单位相同，在国际单位制中，都是焦耳． 二、动能 1．定义：物体由于运动而具有的能量． 2．大小：物体的动能等于物体的质量与它的速度的平方乘积的一半，表达式：E k ＝12 m v 2，动能的国际单位是焦耳，简称焦，用符号J 表示． 3．动能是标量(填“标量”或“矢量”)，是状态(填“过程”或“状态”)量． 三、重力势能 1．重力的功 (1)重力做功的特点： 只与物体运动的起点和终点的位置有关，而与物体所经过的路径无关． (2)表达式 W G ＝mg Δh ＝mg (h 1－h 2)，其中h 1、h 2分别表示物体起点和终点的高度． 2．重力势能 (1)定义：由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能． (2)大小：物体的重力势能等于它所受重力的大小与所处高度的乘积，表达式为E p ＝mgh ，国际单位：焦耳． 3．重力做功与重力势能变化的关系 (1)表达式：W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p . (2)两种情况： 4．重力势能的相对性 (1)重力势能总是相对某一水平面而言的，该水平面称为参考平面，也常称为零势能面，选择不同的参考平面，同一物体在空间同一位置的重力势能不同． (2)重力势能为标量，其正负表示重力势能的大小．物体在参考平面上方时，重力势能为正值；在参考平面下方时，重力势能为负值． 想一想 在同一高度质量不同的两个物体，它们的重力势能有可能相同吗

第三节 动能和重力势能

第三节动能和重力势能 【自主学习部分】 一、功与能 1、功（W） （1）前面我们学习了功，主要是机械做功。 ①功的定义是_________________________________； ②做功的两个要素是_____________、________________________________； ③功的计算式_______________，单位___________。 （2）其他形式的做功及做功的效果 做功的效果就是能量的转化，例如，冬天手冷，双手互搓动取暖，此时通过双手间摩擦力做功把人体内储存的能量转化为内能（热能）。家里的用电器通过电流做功把电能转化为其他形式的能（光能、机械能等） 2、能（E） 能对我们来说并不陌生，我们身边有很多熟悉的能，例如太阳能、_________、________等，以及今天将学习的动能和重力势能。 3、功与能的关系 （1）功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J），两者单位一样。但这是两个物理概念，不能混为一谈。能是一个状态量，例如这杯水在10℃时含有的内能是多少J；功是一个过程量，做功总是要经过一个过程的，例如一个力做机械功，要经过一个过程。 （2）功是能量变化 ．．．．的量度。 功和能之间有一定关系的，功是能量变化的量度，例如，一个物体动能增加了，必定有施力物体对该物体做正功，施力物体的能量转化为该物体的动能。撤去力以后，物体在摩擦力的作用下慢慢停下，这个过程中，摩擦力对物体做负功，物体的动能转化为内能（热量散发到空气中） 二、动能 1、关于动能，我们在初中就接触过，首先请举一些动能的例子；动能的大小与哪些因素有关？ 2、理论推导动能大小的计算式 从初中的学习我们已经知道，动能大小与质量和速度有关，那么究竟有怎样的定量关系呢？我们模拟一情景，从已经学过的功的理论推导。 （1）情景：一颗质量为m、静止在枪膛中的子弹，扣动扳机后，子弹从枪口射出，它从射出枪口时的动能是多大呢？试讨论下列问题： ①子弹从枪膛里射出的过程中，什么力在对子弹做功？ ②子弹的动能是从哪里转化而来的？ （2）理论推导 ①火药气体对子弹做的功为W=FS，这个做功过程把火药爆炸产生的能量转化为子弹的

势能动能定理

势能和动能定理 1.重力势能具有相对性，与 有关。 2.重力做功与 无关，与 有关。 3.重力做功与重力势能变化关系： 1.一质量为5kg 的小球，从5m 下落，碰撞地面后弹起，每次弹起的高度比下落高度1m 。求：小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少公？（g=10m/s 2） 2．质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落，桌面离地高度为h ，如图所示，若以桌面为 参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为 （ ） A ．mgh ，减少mg(H-h) B ．mgh ，增加mg(H+h) C ．-mgh ，增加mg(H-h) D ．-mgh ，减少mg(H+h) 3．把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h ，若物体的质量为m ，所受的空气阻力恒为f,则在从物体被抛出到落回地面的全过程中（ ） A ．重力所做的功为零 B ．重力所做的功为2mgh C ．空气阻力做的功为零 D ．空气阻力做的功为-2fh 4．如图所示，在地面上以速度v 0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落到比地面低h 的海平面上。若以地面为零势能面， 而且不计空气阻力，则下列说法中正确的是 A. 重力对物体做的功为mgh B ．物体到海平面时的势能为mgh C ．物体在海平面上的动能为21mv 02-mgh D ．物体在海平面上的机械能为21mv 02 5.物块A 质量为m ，置于光滑水平地面上，其上表面固定一根轻弹簧，弹簧原长为L 0， 劲度系数为k ，如图所示．现将弹簧上端B 缓慢的竖直向上提起一段距离L ，使物块A 离开地面，若 以地面为势能零点，则这时物块A 具有的重力势能为( ) A.mg （L+L 0） B.mg （L+L 0+mg/k ） C.mg （L-L 0+ mg/k ） D.mg （L- mg/k ） 6.地面上平铺N 块砖，每块砖的质量为M ，厚度为H ，如将砖一块一块的叠放起来，至少要做多少功？ 7.如图所示，在光滑的水平面上有一条柔软的质量为m 、长为L 的均匀链条，开始时，这个链条有2L/3在桌面上，1L/3垂于桌外．若不计能量损失，求：(1)把它的悬垂部分拉回到桌面，至少需做多少功?(2)如果让它由静止开始下滑，当全部链条离开桌面时，这条链条的速率是多大? 动能定理的解题步骤 1、明确研究对象。 2、确定运动段落，明确初末状态 3、分析受力及各力做功的情况，有哪些力？有哪些力做功？在哪段位移过程中做功？正功还是负功？做了多少功。 4、列方程21k k W E E =-总，必要时注意分析题目潜在的条件，补充方程进行求解。 1.下列说法中正确的有 A.运动物体所受的合外力不为零，合外力必做功，物体的动能肯定要变化

动能与重力势能的转化和守恒

《动能与重力势能的转化和守恒》教学设计 一、教学目标 1．知识与技能 （1）知道机械能的概念。 （2）理解机械能守恒定律及其条件。 （3）实验探究能的转化与守恒 （4）学会用利用数学演绎的方法推导机械能守恒定律。 2．过程与方法 （1）通过对机械能守恒定律的理论推导和实验探究，感受学习和研究物理的科学方法。 （2）通过对机械能守恒条件的归纳，经历在不同的现象中寻找共性的研究方法 3．情感、态度与价值观 （1）通过在几种不同运动的研究基础上建立机械能守恒定律的过程，增强严谨的科学态度。 （2）在运用机械能守恒定律解决实际问题的过程中，体验学有所得的快乐，并感悟物理与社会生活的紧密联系。 三、教学重点与难点 重点：理解机械能守恒定律及其条件 难点：归纳出只有重力做功是机械能守恒的条件

四、教学资源 1．器材：学生实验：机械能守恒实验器、2．课件：PPT 五、教学过程 （一）建立机械能的概念 观看PPT，提问讨论： 问题1：哪位同学曾经做过这样的高架滑车，请谈谈你的感受。 问题2：如果从能量的角度来看，在向下和向上运动的过程中，滑车具有的哪些能，它们分别在发生怎样的变化？ 结论一：在这类运动中，物体因为质量、速度、位置等力学量而具有的动能、势能统称为机械能。 结论二：在机械运动中，动能和势能可以相互转化。 （二）探究机械能守恒的规律 请再举一些在物体运动过程中动能和重力势能相互转化的例子。（展示PPT） 问题1：在这些运动中，物体的动能和重力势能相互转化，可能会遵循怎样的规律？ 学生猜测：动能与势能的总和即机械能可能不变。 1．验证在一些常见运动中，机械能是否守恒 我们从较为简单运动中入手，看看是否存在这样的规律。 （1）验证在自由落体运动中机械能是否守恒： 教师示范，通过数学演绎的方法验证做自由落体运动的物体在运

动能和势能

教学内容：三、动能和势能 【学习目标】 1．理解动能和重力势能，能用实例说明物体的动能和势能； 2．知道弹性势能； 3．通过实例了解能量及其存在的不同形式； 4．能简单描述各种各样的能量和我们生活的关系． 【课前复习】 关于能量的知识，我们在以前的学习过程中接触过．你能回答以下几个问题吗？想一想，你能行的．1．能量的单位是什么？ 2．你能利用已学的知识，举出三个有能量的物理知识点和三个能量转化的过程吗？ 这两个问题对你来说并不难，看你回答得是否正确：能量的单位是焦耳，简称为焦，符号是J，我们在学习过程中接触到声能，例如利用声的能量可以清洗眼镜，还有光能、电能等，能量 转化的过程我们也学过很多，例如，电流通过电热器时，电热器发热，这时电能转化成热能，太阳能电池在应用时，是将太阳能转化成电能，电灯发光时，是电流在做功，将电能转化成光能．现在，你看一看书上“动能和势能”这节内容，将下列填空题完成： 1．物体由于( )而具有的能，叫做动能． 2．( )相同的物体，运动的( )越大，它的动能越( )，( )相同的物体，质量越大，它的动能也就越( )． 3．物体由于( )而具有的能量，叫做重力势能． 4．物体由于( )而具有的能量叫做弹性势能． 5．重力势能大小与物体的质量和被举高的( )有关． 【基础知识精讲】 在前面的学习过程中，我们了解了电能、光能、太阳能、热能、声的能量等，还了解了这些能量的转化过程．本节我们所研究的属于另外一种形式的能量，与前面提到的能量有所不同．下面我们逐一来研究它们的相关知识． 1．动能 在描述物体的状态时，我们说物体或是静止的，或是运动的．运动的物体似乎比静止的物体有“优势”，我们来分析一下． 流动的水会使浮于其上的竹排变得运动，子弹从枪膛射出后，运动速度很快，能将靶面击穿，你开过碰碰车吗？每辆碰碰车周围都围有充气的橡胶圈，当你和别人的碰碰车相撞时，会发现橡胶圈变形，这也是由于它们相撞前有运动速度造成的．那么流水、子弹、运动的碰碰车，或是说运动的物体到底有什么“优势”？ 原来，这些运动的物体都具有能量，我们简单地称之为能． 那么，物体由于运动而具有的能，叫做动能．这就是动能的定义． 一切运动的物体都具有动能．例如，行驶的汽车，抛出的石块，踢出的足球，坠落的陨石等，都具有动能． 2．影响动能大小的因素 这是一个需要用实验来探究的问题，在设计实验之前，我想让你先来猜想一下：动能的大小可能与什么因素有关？ 你的第一个猜想一定是动能大小与运动速度有关吧！除此之外，你还有其他的猜想吗？同样速度行驶的货车和出租车，假设撞在电线杆上，货车将其撞弯的程度要比出租车严重，看来动能的大小与质量的大小似乎也有关系．它们的具体关系是什么，我们用实验来探究吧． 如图14-1所示，铁球A从斜面上滚下，碰到木块B时，会将B撞出一段距离．在同样的斜面上滑下，并使木块在同样的平面上滑动，这样，我们就可以通过木块B移动的距离远近，来判断铁球A的动能大小，很显然，木块B滑出得越远，铁球A的动能就越大． 图14-1 通过实验我们可以得到如下结论：在质量相同时，物体的运动速度越大，它的动能越大．在 物体运动速度相同时，质量越大，它的动能就越大． 3．势能的分类 势能和动能是不同种形式的能量．势能分为两类：重力势能和弹性势能．我们一一来学习． 4．重力势能 滑雪运动员从高处滑下来时具有了动能，是因为缆车将他送到山顶时给他的身体存储了能量；在沙滩上打排球的年轻人跳起下落时，会将沙滩踩出两个深坑，也是因为他腾空跳起时给身体存储了能量；还有从高层建筑上扔下的西瓜皮，会将停在建筑物旁的汽车砸出很深的伤痕，也是因为西瓜皮在建筑物高处时具有了能量． 上述情况中物体所具有的能量叫重力势能，它的定义为：物体由于被举高而具有的能量， 叫重力势能． 处于高处的物体都具有重力势能．这里的“高处”是指对地面有一定的高度，高山上的人、石块都有重力势能，在高空飞行的飞机也具有重力势能．可以说，不论物体是静止的还是运动的，只要它处于高处，就具有重力势能． 5．影响重力势能大小的因素 要研究影响重力势能大小的因素，可以采用与研究影响动能大小因素的类似的方法．那么，你要先猜想一下：影响重力势能大小的因素有哪些呢？然后再用控制变量法分别研究它们与重力势能的具体关系．在实验过程中，是运用高处下落的物体下落后所具有的破坏力来判断它的重力势能的大小．我们先来猜想一下影响因素是什么，我猜是高度和物体的质量，你的猜想是什么？ 根据实验结果我们发现：重力势能大小与质量和高度有关．相同质量的物体，离地面越高，具有的重力势能越大，位于相同高度的物体，质量越大，具有的重力势能越大．6．弹性势能 拉弯的弓能将箭射出去，是因为弓被拉弯时具有了能量，安装在弹簧门上的弹簧变形后能将门弹回去，是因为弹簧变形后也具有了能量，被球拍击扁的网球，也具有能量．

动能和势能的转化

二、动能和势能的转化 一、教学目标 1．理解动能和势能的相互转化，能举例说明动能和势能的转化． 2．能分析、解释简单的物理过程中能量转换情况，培养学生理论联系实际的能力． 3．对学生进行爱国主义教育和节能教育． 二、重点、难点分析 动能和势能的转化． 动能和势能转化过程的分析． 三、教具：滚摆． 四、主要教学过程 （－）引入 上节课学习了能、机械能．提问：什么样的物体我们说它具有能？（请同学回答），一把铁锤放在地上不具有能，挂在房顶则具有能，这是什么道理？ （二）新课 挂在房顶的铁锤具有重力势能，一旦挂绳断了，重力做功，重物获得动能，进而砸在钉子上最后停下来．（在整个过程中）铁锤下落过程中，重力势能减小，功能增大．重力势能转化为动能． 势能可以转化为动能．（板书） 反之，动能也可以转化为势能，看实验． 实验：（边演示边讲解） 这个装置叫滚摆，大家先观察它的运动情况（演示滚摆实验）． 再做一次，注意观察以下几点：（1）滚摆在下降过程中速度如何变化，（2）上升阶段速度如何变化． （讲过程，边看实验） 滚摆在顶点的时候，具有一定的势能，此时松开滚摆，它旋转着下降，势能随着滚摆的下降逐渐减小，可它越转越快，动能在逐渐增加；当悬线完全伸开，滚摆不再下降的时候，由于滚摆的继续旋转，它又开始绕着悬线上升，在上升的过程中，动能逐渐减少，势能逐渐增加．又上升到顶点，再重复上面过程．通过实验和我们对实验的分析可知： 1．物体的动能和重力势能可以相互转化．（板书） 动能和势能相互转化的事例很多，下面我们分析一下一个乒乓球从某一高处自由落下，不考虑空气阻力，它在不同阶段所具有能的转化情况：（1）乒乓球从某一高处自由落下到接触地面的过程中，（2）乒乓球从接触地面到发生最大弹性形变的瞬间，（3）乒乓球逐渐恢复原来形状到反弹起来的瞬间；（4）乒乓球反弹起来后竖直上升到最高点的过程中． 要了解乒乓球在不同的阶段，它的能量的转化情况，应从能量定义及影响能的大小的关系上进行分析． 从高处落下的乒乓球高度减小，重力势能减小，速度增加，动能变大，因此（1）的答案是：球的重力势能转化为动能． 乒乓球接触地面后，受地面阻力作用，运动速度很快的减小，球的动能减少，球发生形变，所以过程（2）是：动能转化为弹性势能． 乒乓球从形变恢复的过程弹性势能减少获得反弹速度，弹性势能变动能．最后球竖直上升，运动速度减小，高度增加，动能转化为重力势能．

动能、势能、功和能量的变化关系

龙文教育学科教师辅导讲义讲义编号

1 22 122212221212k k E E mv mv a v v ma Fs W -=-=-== 12k k E E W -= 即合力所做的功，等于物体动能的变化。 （2）动能定理的表述 合外力做的功等于物体动能的变化。（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。表达式为 W=△E k 动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。实际应用时，后一种表述比较好操作。不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功。 3．重力势能 （l ）定义：物体由于被举高而具有的能量． （2）重力势能的表述式 mgh E p = 物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积，重力势能是标量，也是状态量，其单位为J （3）重力做功与重力势能的关系 重力做功只跟物体的运动过程中初、末位置的高度差有关，而与运动的路径无关． 21p p G E E W -= 当物体下落时，重力做正功，重力势能p E 减少，减少的值等于重力所做的功． 当物体上升时，重力做负功，重力势能E 增加，增加的值等于重力所做的功 物体下落 210p p G E E W >> 物体上升 210 p p G E E W << （4）重力势能具有相对性． 定了参考平面，物体重力势能才有确定值．（通常以水平地面为零势能面） 重力势能的变化与参考平面选择无关． 4. 弹性势能 （1）发生弹性形变的物体，在恢复原状时能够对外做功，物体具有能量，这种能量叫弹性势能. （2）弹性势能与形变大小有关 巩固练习 1.

动能和动能定理(说课稿)

《动能和动能定理》说课稿 ?教学目标说明 1、知道动能的符号，单位，表达式，能用表达式计算动能。 2、能从牛顿第二定律及运动学公式得出动能定理，理解动能定理的物理意义。 3、领会其优越性，理解做功的过程就是能量转化的过程，会简单应用动能定理。 4、知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景，能用动能定理计算变力做功问题。二?学情分析 (1 )学生已经认识到做功必然引起对应能量发生变化。 (2 )学生已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能。 (3 )学生已经知道用牛顿第二定律和运动学公式可以把力学量与运动联系到一起。三?新课引入1、两种引入方案(针对基础不同的学生) 引入本节课，利用学生已经积累的知识和经验可在总结实验探索结果的基础上，针对基 础不同的同学采用不同的引入方法，进行动能定理的论证。 简单指出，理论推导与实验探究都是认识物理规律的一般方法，牛二定律：力使物体产生加速度，使物体速度发生改变，因此我们可以用牛二定律及运动学公式来研究做功与物体速度变化间的关系。 对于基础较好的学生，我们可以直接提出问题：能否从理论上研究做功与物体速度变化之间的关系呢？一一引导学生讨论，明确牛二“力一一加速度一一速度”变化。因此可以用牛二定律及运动学公式研究做功与物体速度变化间的关系。 2、教材关于动能表达式的给出 不是简单的直接给出动能的表达式，而是由理论推导之后，进一步推理分析后再定义物 体动能的。这种处理方式与前面的重力势能、弹性势能的得出是一脉相承的，在这里学生接 受起来不会有太大的障碍。 总结：这样引入的好处是：从牛二定律及运动学公式推导动能定理的过程中蕴涵着丰 富而深刻的物理内容，能帮助学生很好的理解牛二定律与动能定理的联系、区别，准确把握 动能定理的内容以及如何灵活应用。 四.教材、教法分析 1、动能定理的推导(两种方案根据学生基础选择) (1)给出情景：恒力F、L、m、v-i、v2。 (2)提出问题：F做功与速度变化间有什么关系呢？ (3)学生推理：得出动能定理。 (4)揭示意义：我们已经知道功与能量变化是紧密联系的，重力做功与物体重力势 能变化有一定联系，弹力做功与弹性势能变化有一定联系。因此( 3)中是力F 1 2 做功与一mv2变化关系，换言之就是力对物体做的功与物体动能变化的关系式。 2 1 1 (5)定义动能：由于W等于一mv2的变化量，可见一mv2是个有特殊意义的物理量， 2 2 我们将它定义为动能。

物理教案：动能和势能的转化物理动能与势能

物理教案：动能和势能的转化物理动能与势能 教学目标 1，理解动能和重力势能的转化，能举例说明动能和重力势能的转化．2，理解动能和弹性势能的转化，能举例说明动能和弹性势能的转化．3，分析和解释实例，说明动能和势能的转化过程，动能、势能、机械能的变化情况． 4，建立能量的概念，树立能量转化和守恒的观念，为后面学习能的转化和守恒大小基础．5、通过分析生产和生活中的实例，养成学生理论联系实践的习惯和能力． 教材分析 教材首先安排了麦克斯韦滚摆实验来说明动能和重力势能的相互转化，接着又安排了把用细线悬挂起来的金属小球拉到一定高度放开，以及木球与弹簧片碰撞两个实验，来说明动能和弹性势能的相互转化．使学生一开始就注意到动能和这两种势能都可以相互转化．在动能和势能的相互转化过程中，机械能减少转化为内能的问题安排在下一章讲，在这里没有涉及．教材最后分析了人造卫星绕地球运行过程中动能和势能的相互转化，目的是加强物理知识与现代科技的联系，使学生了解他们所学的物理知识，也可以用来解释一些高科技中的问题，激发学生学习物理的兴趣．教法建议

注重实验教学，分析上抛小球的实验到观察麦克斯韦实验，在教学过程中要使学生明确实验的目的和观察物理现象，清楚具体的过程，从速度变化、高度变化到能量变化，学生能从能量变化中知道能量的转化． 课本实验中动能和弹性势能的转化不用细致分析，但是要在教学过程中让学生注意观察的分析木球碰撞弹簧片的过程，由于碰撞非常短，所以应当帮助学生想象弹簧片的形变，从而理解动能和弹性势能的转化．教学中注意把学的知识应用到实践中，注重分析实例，例如分析射箭过程中的能量转化，分析卫星运行时动能和势能的转化．在分析卫星运行时，应当利用板图标出远地点和近地点，使学生养成画图帮助分析的习惯．教学设计示例第二节动能和势能的转化 【课题】动能和势能的转化 【重点难点解析】动能和势能的转化；分析转化过程．人造地球卫星绕地球运行过程中的能量转化过程．【教学过程】1，实验引课 观察滚摆实验，用板图帮助分析．实验时要注意观察：滚摆在下降过程中速度变化；上升阶段速度变化．注意分析的问题：到最高点时，高度、速度特点；说明了什么；到最低点时，高度、速度特点；说明了什么；在下降过程中，高度、速度变化，说明了什么；在上升过程中，高度、速度变化，说明了什么．