教案-全国-2010_高中物理4、2 动能 势能１教案粤教版必修2.rar

用心爱心专心粤教版高中物理必修2第四章机械能与能源整章教案动能势能名师导航重点与剖析一、能量如果一个物体能够对外界做功，我们就说这个物体具有能量。能量总是与物体的某一运动状态相联系，并且与运动状态存在一一对应的关系。所以，能量是由物体的运动状态决定的，能量是状态量。能量不能脱离物体而单独存在。并且与物体的质量相对应。在国际单位制中，能量的单位和功相同，都是焦耳（J）。功和能的关系做功的过程就是物体能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量改变。也就是说，功是能量转化的量度。外界对物体做功，物体能量要增加；物体对外界作功，物体能量要减少。4、无论什么形式的能量都是标量。二、动能物体由于运动而具有的能量叫做动能。永远是正值。⑤式中EK表示物体的动能，m是物体的质量，v是物体瞬时速度的大小。注意：速度是相对的，由所确定的动能大小也是相对的。通常我们以地面做参照物计算物体的动能。三、重力势能：物体与地球组成的系统中，由于物体与地球间相互作用，由它们间的相对位置决定的能量叫重力势能。EG=mgh⑥说明：（1）、重力势能本来是物体与地球组成的系统共有的，通常简称为“物体具有多少重力势能”。（2）、重力势能具有相对性，它的值与“零势能面”的选取有关。但是，重力势能的改变量却与“零势能面”的选取无关。“相对位置”指的是：重力势能是相对于某一个水平面来说的，将这个水平面的高度取作零，在这个水平面上重力势能也为零。这个水平面叫参考面(或零势能面)。一般选参考面的原则是：没指明时，以地面为零势能面，故重力势能又可称为“物体由于被举高而具有的能”。一般选初始状态或末了状态所在平面为零势能面。解题中，也可选物体运动到最低处为零势面。3）、重力势能有正有负。物体位于零势能面以上，则EG＞0；位于零势能面以下则EG＜0。4）、重力做功与重力势能的关系：重力做正功时，重力势能减少；重力做负功时，重力势能增加。重力做的功与重力势能的改变量在数值上相等。设初位置重力势能为EG1，末位置重力势能为EG2，则：∆EG＝EG2－EG1当WG＜0时∆EG＝EG2－EG1＞0WG＞0时∆EG＝EG2－EG1＜0上述性质也可表述为：重力做功与路径无关，由物体所处的初、末位置决定。四、弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能（EN）说明：（1）、发生弹性形变时，物体各部分之间的相对位置发生了改变。（2）、弹性势能与弹力做功的关系弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功（即外力克服弹力做正功），弹性势能增加。弹力做的功与弹性势能的改变量在数值上相等。问题与探究问题1物体的动能与物体所受到的力有关系吗？物体受到的力越大，是不是其动能也越大？物体不受力是不是它的动能也为零？探究思路动能的值直接由物体的质量和瞬时速度的大小共同决定。外力的作用是改变物体的运动状态，引起速度的变化，这种变化可以只是速度大小或方向的变化，也可以是方向、大小一起变化。因此，外力作用时，动能可能变化，也可能不变化。你能举出具体的例子吗？问题2“质量大的物体的重力势能一定大，质量小的物体的重力势能一定小。”你认为这种说法对吗？我们知道，不能说“-100J”的功比“50J”的功少，因为这时的“-”号并不表示大小，但是能不能说“-100J”的重力势能比“50J”的重力势能少？探究思路物理学中的“+”、-”号通常并不表示物理量的大小，而是具有特定的物理意义，因此，比较时一般不带符号。但是有少数几个物理量，它们的“+”、-”号也能参与物理量的比较。比如温度、势能等，这完全是由它们的定义决定。图4-9问题3“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。人被一条高弹性绳系着，从高空自由落下，后因弹性绳的作用又反复上升、落下，极富惊险、刺激，被喻为挑战人体极限。请讨论分析：从人体开始自由下落至到达最底位置的过程中，人受哪些力的作用？这些力做正功还是负功？此过程中有哪些能量在变化？如何变化？探究思路人的位移始终竖直向下，只要做好整个过程中的受力分析，明确每段中每个力的方向，就可判断这些力是做正功还是负功。要注意重力、弹力、合外力做功对重力势能、弹性势能、动能的影响。该题中这三种能量相互转化。典题与精析例题1质量为2kg的石块作自由落体运动，求石块在第1s末，第2s末的动能是多少？（g=10m/s2）精析：要明确，速率变化时，物体的动能也是时刻变化的。根据动能的表达式，先求出第1s末和第2s末的瞬时速度即可。解答：v1=gt1=10×1=10（m/s）v2=gt2=10×2=20（m/s）第1s末，第2s末的动能分别是：绿色通道：注意，动能是与物体的瞬时速度对应的，是状态量。H图4-10例题2边长为L，质量为m的立方体物体静止放在地面，在其旁边有一高为H的水平桌面,如图4-10所示.（1）若选地面为零势能面，立方体物体的重力势能为多少？