高一物理重力势能 动能定理人教实验版【会员独享】.docVIP

高一物理重力势能 动能定理人教实验版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 重力势能 动能定理 二. 知识要点： 1. 掌握重力做功的特点 2. 理解重力势能的概念及其特性 3. 理解重力的功和重力势能的关系 4. 掌握动能的表达式 5. 掌握动能定理的表达式 6. 理解动能定理的确切含义，能应用动能定理解决实际问题 三. 重点、难点解析： （一）重力做功的特点： 1. 求以下问题中质量为m的小球重力所做的功： 小球沿不同的轨道AB、AC由斜面顶端A滑到水平地面上： W＝mgh 2. 重力做功的特点是：重力做功与通过的路径无关，只决定于初末位置的高度差。 3. 思考：当求重力做功时，只要求出物体的重力和初末位置的高度差就能求出重力做的功，而与物体的速度、受力情况、通过的路径无关。 （二）重力势能 1. 物体由于被举高而具有的能叫重力势能，符号Ep； 2. 重力势能的表达式Ep＝mgh，即物体的重力势能等于重力与高度的乘积； 3. 它是标量； 4. 单位：焦耳（J）； 5. 特性：（1）相对性：重力势能的大小与零势能的选取有关；其表达式EP=mgh中的h表示相对零势面的高度； 注意：a. 确定物体在某一位置具有的重力势能，必须首先确定零势面的位置；在参考平面，物体的重力势能为0； b. 若物体处在参考平面的上方，其重力势能为“正”，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要多； c. 物体处在参考平面的下方，其重力势能为“负”，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少； 注意：不同的物理量“+”“－”的含义不同 例：温度计，＋1C°，0C°，－1C°表示比0摄氏度高或低 力的 ＋10F －10F表示力的方向与正方向同向或反向 （2）重力势能是系统所共有的：重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的（但通常简略地说成某物体的重力势能） （三）重力做的功与重力势能的关系 1. 当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少 当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加 2. 重力做了多少功则重力势能就转化了多少。 （四）动能： 物体由于运动而具有的能量叫动能 1. 表达式：Ek＝mv2 式中各量的物理意义：m：质量 v：速度 Ek：动能 2. 单位：焦耳 3. 动能Ek是标量 讨论：两质量相同的物体具有相同的动能，则其速度是否一定相同？不一定相同，速度的方向可能不同。 注意：动能是标量，速度是矢量。动能相等质量相同的两个物体，它们的速度不一定相等。 注意：动能是一个状态量。动能对应不同的时刻或位置 （五）动能定理： 表达式：W＝1/2 mv22 —1/2mv12 可以写成：W＝Ek2－Ek1 a. W表示物体受到的合外力做的功（注意：合外力指物体受到的所有力，包括重力） 求合外力的功的方法：（1）先求外力的合力，再应用功的公式求出总功W=F合Lcosa （2）先分别求各个外力对物体所做的功W1 W2……,总功即为这些功的代数和W=W1+W2…… b. Ek2表示初动能、Ek1表示末动能。 △Ek＝Ek2－Ek1表示物体动能的变化 Ek2－Ek1＞0，表示物体的动能增加，合外力对物体做正功 Ek2－Ek1＜0，表示物体的动能减少，合外力对物体做负功 C. W＝Ek2－Ek1，这个关系式表明物体所受合外力做的功等于物体动能的变化。 注意：动能定理的研究对象在目前阶段仅限于单个的物体 （六）应用动能定理解题的一般步骤 1. 确定研究对象，明确它的运动过程 2. 分析物体在运动过程中的受力情况，明确各个力做功情况 3. 明确初状态和末状态的动能（可分段研究，亦可对整个过程研究） 4. 根据动能定理列方程求解 【典型例题】 例1. 如图：求质量为m的小球从位置A运动到位置B的过程重力所做的功。 解析：由于重力做功与通过的路径无关，只决定于物体的重力mg和物体初末位置的高度差，所以物体由A位置运动到B位置。虽然先运动到地面高度再回到B高度，但初末位置的高度差是H—h，那么重力做的功就是W＝mg（H—h）。 说明：不管物体在运动中受到几个力的作用，物体做什么性质的运动，运动中有无往复，重力做功仅有重力和初末位置的高度差决定，与其他因素无关。 例2. 关于重力势能的下列说法正确的是： A. 重力势能只由重物决定 B. 重力势能不能有负值 C. 重力势能是相对的 D. 放在地面上的物体重力势能一定为零 解析：A重力势能由重力和高度两个量的乘积共同决定，不能说只有重物决定。 B重力势能虽然是标量，但是有正、负之分，正和负的含义是指相对