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动能和势能知识集结知识元动能和势能的概念知识讲解一、动能1．一个物体能够做功，我们就说它具有能量．简称：能．单位：焦耳（J）．注意：物体能够做功，并不代表这个物体正在做功或已经做过．2．一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大．3．动能：物体由于运动而具有的能．4．动能和势能的影响因素：物体的质量和速度．质量相同时，速度大的物体具有的动能大；速度相同时，质量大的物体具有的动能大．二、重力势能1．重力势能：物体由于被举高而具有的能．2．重力势能的影响因素：物体的质量和高度．质量相同时，高度大的物体重力势能大；高度相同时，质量大的物体重力势能大．注：这里说的高度，其实是相对高度，需要先选取一个零势能面作为基础。
所以，重力势能是可以为零的，甚至可以为负值。
（高中知识）三、弹性势能1．弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能．例如：拉长的橡皮筋、拉伸的弹簧、折弯的竹竿．2．弹性势能的影响因素：弹性形变．同一物体的弹性形变越大，其弹性势能越大．例题精讲动能和势能的概念例1.关于能量的描述不正确的是（）A．挂在墙上的弹弓具有弹性势能B．太阳的光具有光能C．正在行驶的火车具有动能D．挂在屋顶的电灯具有重力势能例2.将一轻质弹簧固定在水平桌面上，在上面放置一个小钢球，静止时弹簧长度为L，如图甲所示；再用手向下压到一定程度，如图乙所示；释放后钢球运动到距离水平桌面2L处，如图丙所示。
对钢球分析不正确的是（）A．甲图中，钢球一定受平衡力作用B．丙图中，弹簧一定不存在弹性势能C．从乙图到丙图过程中，弹簧的机械能一定改变D．钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少例3.屹立在山上的巨石给人以危险的感觉，原因是它具有较大的（）A．重力B．高度C．动能D．重力势能例4.说明下列物体各具有哪种形式的机械能：（1）水平路面上行驶的汽车具有____（2）正在拉长的弹簧具有______（3）飞流直下的瀑布具有_________例5.如图甲，拉满的弓具有_____能；手在拉弦的同时感到弦也在拉手，这是由于物体间力的作用是____的。
重力势能、弹性势能、动能一、重力势能1定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。
2公式：mgh E P =h ——物体具参考面的竖直高度3参考面a 重力势能为零的平面称为参考面；b 选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面若参考面未定，重力势能无意义，不能说重力势能大小如何选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。
4标量，但有正负。
重力势能为正，表示物体在参考面的上方；重力势能为负，表示物体在参考面的下方；重力势能为零，表示物体在参考面上。
5单位：焦耳（J ）6重力做功特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。
7、重力做功与重力势能变化的关系 p E W ∆-=（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。
（3）重力势能变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。
二、弹性势能1概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用具有势能，称之为弹性势能。
2 弹力做功与弹性势能的关系 p E W ∆-=当弹簧弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能变成其它形式的能；、当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增大，其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。
这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。
3势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。
三、动能1概念：物体由于运动而具有的能量，称为动能。
2动能表达式：221υm E K = 3动能定理（即合外力做功与动能关系）：12K K E E W -=4理解：①合F 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合F 做正功时，物体动能增加；合F 做负功时，物体动能减少。
③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。
4适用范围：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动，也适用于曲线运动。
初中九年级物理知识点－动能和重力势能的转化动
能重力势能
动能和重力势能是物体在运动中的两种不同形式的能量。
1. 动能（kinetic energy）是物体由于运动而具有的能量。
它的公式为：动能 = 1/2 ×质量×速度²。
其中，质量（m）是物体的质量，速度（v）是物体的运动速度。
动能的单位是焦耳（J）。
2. 重力势能（gravitational potential energy）是物体在重力场中由于位置或高度而具有的能量。
它的公式为：重力势能 = 质量×重力加速度×高度。
其中，质量（m）是物体的质量，重力加速度（g）是地球上的重力加速度（大约为9.8 m/s²），高度（h）是物体相对于某一参考点的垂直距离。
重力势能的单位也是焦耳（J）。
动能和重力势能之间可以相互转化。
当物体下落时，它的动能会逐渐增加，同时重力势能会逐渐减小；当物体抛出或上升时，动能会逐渐减小，重力势能会逐渐增加。
在物体运动的过程中，动能和重力势能是能量守恒的。
也就是说，动能的增加必然伴随着重力势能的减少，而重力势能的增加必然伴随着动能的减少。
这是因为动能和重力势能是同一物体的两种不同形式的能量，它们的总和保持不变。
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
动能。
②根据初中已学过关于动能的知识，动能的大小与质量m 和速度v 有关。
③子弹初始动能为零，子弹出枪口时的末动能就是子弹通过气体推力做功获得的，设子
弹出枪口时的动能为E K ，那么它数值上等于火药气体对子弹做的功。
W =FS
F =ma E K =？请推导，注意最后的表达式与m 、v 有关。
S =v 2/2a
（3）动能的表达式
E K =22
1mv 单位：焦耳J 标量 3、动能的计算
（1）与动能相关的基本表达式
初动能：E K 0； 末动能：E K t ； 动能变化：ΔE K =E Kt -E K0
（2）质量为2kg 的质点做自由落体运动，求：
①质点第2s 末的动能？
②质点第3s 末的动能？
③质点在第3s 内动能的变化？
三、重力势能与弹性势能
1、什么是重力势能？
在初中已经学过，物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
例如：
（1）拦河大坝，使得水位上升，一旦开闸，水流奔泻而下。
通过蓄水增加这部分水的
势能，一旦开闸，重力做功，重力势能转化为水的动能。
（2）打桩机，提高重锤高度，使得重锤具有势能，松开后，重锤的势能转变为动能，
击打桩。
（3）请你举一例。
2、重力势能的大小与哪些因素有关？
（1）体验重力势能中的“势”。
①请观察教室角落悬挂与天花板上的电视机，想象悬挂电视机的固定杆不是那么结实，
你站在电视机下面有什么感觉？
②如果把电视机替换成同样大小的气球，你又有什么感觉？
③如果电视机放下，放在你脚边，你又有什么感觉？
④通过以上体验，你觉得重力势能的大小与哪些因素有关？
（2）重力势能的计算式
①E P =mgh 单位：焦耳 J 标量
②观察课本P49图片5-29，请思考分别以地面和沟底作为参考面，树上苹果的势能大小
一样吗？（提示：苹果下落时重力势能转化为动能，从树上同一位置掉地上和沟底动能大小一样吗？）
③ΔE P：重力势能变化量，请思考：分别取地面和沟底作为零势能参考面，苹果从树上掉到地面上，苹果的重力势能的变化量一样吗？请分析说明？
3、重力势能的计算
（1）从以上例子可以得出，重力势能计算是有相对性的，是相对于零势能而言的。
（2）势能变化量ΔE P与参考平面无关。
（3）质量为2kg的物体放在高为0.9m的桌面上，以地面为零势能面，它的重力势能是多大？若以2m深的坑底为参考平面，它的重力势能又是多少？把物体从桌面搬到地面上，两种情况下势能变化量分别为多少？
4、弹性势能
（1）发生弹性形变的物体，因它的内部各部分之间的相对位置发生变化而具有的能，叫做弹性势能。
（2）实例：弹簧拉伸和压缩后具有弹性势能；弓弦拉开后具有弹性势能；
四、重力做功特点
重力做功的特点是重力做功与路径无关，仅取决于起始点与终点的位置。
（前期重力做功的例子中已经涉及，本处不做详细分析）
【课后练习】
班级_________姓名__________学号_______
一、填空题
1、物体由于而具有的能叫做动能，物体的动能等于与的乘积
的，它的数学表达式为，它的单位是。
2、A、B两物体质量之比为2：1。
若其速率之比为1：2，则它的动能之比为。
如
果它们的动能相同，则它们的速度之比为。
3、自由下落的物体，在下落t秒、2t秒、3t秒的动能之比为，在下落h米、2h米、
3h米是的动能之比是。
4、一物体以速率为V运动时动能为E K，则当物体速率增大为KV时，它的动能为，
动能的增量为。
5、质量为0.4千克的足球以5m/s的速度滚来，运动员一脚将球踢回，球被踢回的速度为
50m/s，则在踢球的过程中运动员对球所做的功为。
6、物体由于被而具有的能量叫做重力势能。
物体的重力势能
与它的和有关。
7、如图所示，质量为2千克的物体由C运动到A，如果以C点作为
零势能点，则物体在A、B、C三点具有的重力势能分别为、
和，物体从C到A重力势能增加。
如果以B点作
为参照物，，则物体在A、B、C三点具有的重力势能分别为、
和。
物体从C到A重力势能增加。
由此得出，物
体的重力势能是的，与选择的零电势有关，而物体重力势
能的变化是的，与选择的零电势无关。
8、质量为m 的物体从H 高处自由下落，当它下落到H/3高度时，重力做的功W= ，
如果以地面作为参照物，此时物体的重力势能为 ，与原来相比减少了 。
9、用绳竖直吊起质量为m 的物体，以加速度a 匀加速上升h ，则拉力做的功为 ，重力对物体做的功为 ，物体重力势能的增量为 。
二、选择题
10、一个小球以速度V 撞向墙面后速度大小不变地被反弹回来，则碰撞前后比较，小球的
A 、速度改变了
B 、动能改变了 （ ）
C 、速度和动能都变了
D 、速度和动能都没变
11、质量为M 的物体，绕半径为R 的圆周做匀速圆周运动，其角速度为ω，则物体的动能为 （ ）
A 、22
MR ω B 、22
2MR ω C 、2
2ωMR D 、22ωMR 12、当一个物体的动能保持不变时，下列说法中正确的是： （ ）
A 、物体一定做匀速直线运动
B 、物体一定处于平衡状态
C 、物体一定不可能做变速运动
D 、物体可能做曲线运动。
13、如图所示，质量为m 的物体分别从高为h ，倾角为300、450的斜面顶端滑下，下列说
法中正确的是 （ ）
A 、重力做相同，重力势能变化不同
B 、重力做功不同，重力势能变化相同
C 、重力做相同，重力势能变化相同
D 、因为不知斜面是光滑还是粗糙，所以无法比较
14、如图所示，质量为m ，长为l 的单摆从与竖直方向成θ角的A 处释放，下落到最低B
处，设AB 之间的弧长为s ，那么，从A 到B ( )
A 、重力做正功mgs ，重力势能减少mgs
B 、重力做负功mgs ，重力势能增加mgs
C 、重力做正功mg l (1-cosθ)，重力势能减少mg l (1-cosθ)
D 、重力做负功mg l (1-cosθ)，重力势能增加mg l (1-cosθ)
15、关于重力势能的几种说法中正确的是 （ ）
A 、重力势能等于零的物体，一定不能对别的物体做功
B 、重力势能的大小和重力做功的多少都与参考平面的选取有关
C 、在同一高度将同一物体不论向何方抛出，即使抛出时初速度大小不同，物体落地时
减少的重力势能必相等
D 、放在地面上的物体，其重力势能一定为零
16、关于重力做功和物体的重力势能，以下说法中正确的是 （ ）
A 、重力对物体做正功时，物体的重力势能必减小
B 、物体的重力势能没有变化，物体的重力有可能做功
C 、地球上任何一个物体的重力势能都有唯一的确定值
D 、重力做功的多少与参考平面的选取有关。
17、质量相同的立方体木块和立方体铁块放在同一桌面上，相对于地面 （ ）
A 、木块的重力势能大于铁块的重力势能
B 、木块的重力势能小于铁块的重力势能
C 、木块的重力势能等于铁块的重力势能
D 、无法确定。
