《动能势能》 教案（2）.doc

动能势能
[教材习题研讨]
1.动能是物体由于运动而具有的能量，取决于物体速度和质量，表达式Ek=mv2，势能是由相互作用的物体之间的相对位置决定的能量.为分重力势能和弹性势能，重力势能大小与物体质量和它的高度有关，表达式Ep=mgh.
弹性势能大小与形变的大小有关，形变程度越大弹性势能越大.
2.Ek=mv2=×173×（7.2×103）2J=4.48×109J.
3.ECDB
4.重力对他做的功
WG=－mgs·sin30°
=－50×10×（）×150J=－3.75×104J
他克服重力做的功是3.75×104J
他的重力势能增加了3.75×104J.
5.整个过程中重力对球所做的功
WG=mg（h1－h2）=0.1×10×（1.8－1.25）J=0.55J
重力势能减少了ΔEp=WG=0.55J.方法点拨
从定义和影响因素进行比较.

由定义式进行计算.

重力做功和重力势能变化的关系.

用功的定义式求解.
[教材优化全析]
功和能的关系
一、能量
1.概念：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量.
2.形式：能有各种不同的形式，如机械能、内能、光能、化学能等.不同的运动形式对应于不同形式的能.
无论是微观的分子、电子，还是宏观的天体都在运动，因此，能量是物体的固有属性，一种形式的运动对应着相应形式的能,如由于机械运动而具有的能称为机械能.
二、能量的转化
各种不同形式的能量可以相互转化，并且在转化过程中能量总是守恒的.
三、功是能量转化的量度
做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，反之转化了多少能量就说明做了多少功.
功和能的单位相同，在国际单位制中，都是焦（J）.
例如：人用手将皮球抛出.

在抛球的过程中，球获得了动能，同时人的化学能减小，而且球增加的动能和人减少的化学能在量值上是相等的.
皮球的功能增加｜｜
人的化学能
减少｜ΔE｜

知识链接
通过对能量的理解进一步明确，由于物体运动而具有的能是动能.物体由于被举高而具有的能是重力势能、而发生弹性形变的物体具有的能为弹性势能,而机械能包括动能和势能，为以后学习机械能守恒打下基础.
全析提示
能量是状态量，是由物体的状态决定的，能量是标量.
要点提炼
功和能是两个密切相关的物理量，但功和能有本质的区别，功是反映物体间在相互作用过程中能量变化多少的物理量.是一个过程量；能是用来反映物体运动状态的物理量.处于一定运动状态（如速度和相对位置）的物体就有一定的能量.1.对皮球来说，人对球做的是正功∣ΔE∣，其能量增加∣ΔE∣.
2.对人来讲，球对人做的是负功∣ΔE∣，所以其能量减少∣ΔE∣.
3.对于相互作用的人和球来讲，其总能量是守恒的.
可见，做功的过程伴随着能量的转化过程，做了多少功就有多少能量发生了转化.概括地说，功是能量转化的标志和量度.
动能（kineticenergy）
一、定义：物体由于运动而具有的能量.
二、公式Ek=mv2，即物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半.
三、动能的单位
与功的单位相同，在国际单位制中的单位是焦耳，因为1kg·m2/s2=1N·m=1J
动能也是标量.因为速度的数值与参考系的选择有关，故对不同的参考系,物体动能值不同，如不特别说明，通常选地面为参考系计算动能.
讨论与交流：
我的推导过程：
构建情景
一个质量为m、初速度为v的物体，在水平桌面上运动，因受摩擦阻力f的作用，运动一段位移s后静止下来.（如图4－2－1）

图4－2－1思维拓展
1.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等.
2.某个物体的能量减小，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等.
全析提示
v是瞬时速度，故动能是状态量，当物体的运动状态确定时，物体的动能便有确定值.
要点提炼
动能的数值与参考系的选择有关.理论推导：物体克服摩擦力做的功
W=f·s.根据牛顿第二定律得f=ma
根据匀变速运动的公式v2=2as
有s=.由此得
W=f·s=ma·=mv2
物体初始所具有的动能
Ek=mv2
所以克服摩擦力所做的功等于物体初始时所具有的动能.
重力势能
一、定义
物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能.
二、公式
Ep=mgh
即物体的重力势能等于物体的重量mg和它的高度h的乘积.重力势能是标量.
要理解根据做功的多少，定量地确定重力势能的方法.
设一个质量为m的物体从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点.重力所做的功为
WG=mgΔh=mgh1－mgh2
可见WG等于mgh这个量的变化，物理学中就用mgh这个物理量表示物体的重力势能.
三、单位
重力势能的单位与功的单位相同，国际单位制单位是焦耳，因为
1kg·（m/s2）·m=1N·m=1J