动能势能重力势能弹性势能
势能知识点总结
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势能知识点总结1. 势能的定义势能是一种相对于参考位置或状态的物体所具有的能量。
当物体受到外力作用时,这些外力会对物体施加功,从而将能量转化为物体所具有的势能。
势能是一种储存在物体内部的能量形式,通常以符号U来表示。
在物理学中,势能可以分为多种类型,主要有重力势能、弹性势能、电势能等。
2. 势能的类型2.1 重力势能重力势能是物体由于其位置相对于地面或其他参考物体而具有的能量。
它是由于物体在重力场中的位置而具有的能量,计算公式为U=mgh,其中m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度。
2.2 弹性势能弹性势能是由于物体的形状或结构的变化而具有的能量。
当物体受到外力或形变时,会产生内部应力,使物体具有了弹性势能。
弹簧和弹性体是典型的具有弹性势能的物体,它们的弹性势能可以通过公式U=1/2kx^2来计算,其中k为弹簧常数,x为形变的位移。
2.3 电势能电势能是由于电荷在电场中的位置而具有的能量。
电势能是原子、分子和宏观物体中电荷之间相互作用的结果,是一种微观尺度下的势能。
电势能的计算公式为U=qV,其中q为电荷量,V为电势差。
3. 势能与动能的关系动能是由于物体运动而具有的能量,它与物体的质量和速度有关。
动能与势能之间存在着紧密的联系,它们可以相互转换。
根据机械能守恒定律,一个物体的总机械能保持不变,在动能与势能之间可以相互转化。
当物体从一处位置运动到另一处位置时,它的势能会转化为动能,这称为势能转化为动能。
例如,当一个物体从较高的位置自由下落时,它的重力势能会逐渐转化为动能。
而当物体受到外力作用而运动到较高的位置时,它的动能会逐渐转化为势能。
这种相互转化的过程可以通过机械能守恒定律进行描述和计算。
4. 势能在日常生活中的应用势能在日常生活中有着丰富的应用,例如:- 电梯运行时,重力势能和动能的相互转化- 弹簧和减震器的设计,利用弹性势能来减少振动- 水坝水电站利用水的位置高度的重力势能来发电- 摆钟的运行机制,利用重力势能和动能的转化来维持运动5. 势能在工程学领域的应用势能在工程学领域有着广泛的应用,例如:- 结构设计中考虑弹性势能来设计材料和结构- 地震工程中,通过分析地震造成的应力势能释放来预测地震的危害程度- 固体力学中,利用弹性势能的原理来研究材料的强度和变形行为- 电力系统中,利用电势能来设计输电线路和变压器等设备总之,势能是物体由于位置或形状而具有的能量,它是物理学和工程学中一个非常重要的概念,具有广泛的应用和深远的影响。
动能和势能的概念及转化关系
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动能和势能的概念及转化关系动能和势能是物体在运动中常常碰到的概念,它们描述了物体的能量状态以及能量之间的转化关系。
本文将介绍动能和势能的基本概念,并探讨它们之间的转化关系。
一、动能的概念及表达式动能是指物体由于运动而具有的能量。
当物体运动速度较大时,其具有较高的动能;而当物体运动速度较小时,则其动能较低。
动能的表达式为:动能(K)= 1/2 ×质量(m)×速度的平方(v²)。
其中,质量是物体所具有的某种物质在空间中的存在量,单位为千克(kg);速度是物体单位时间内运动的距离,单位为米/秒(m/s)。
二、势能的概念及表达式势能是指物体由于位置或状态而具有的能量。
物体在受到外力作用时,会根据其位置或状态不同具有不同形式的势能。
常见的势能形式包括重力势能、弹性势能和化学势能等。
重力势能是指物体在重力场中由于位置而具有的能量。
重力势能的表达式为:势能(U)= 质量(m)×重力加速度(g)×高度(h)。
其中,重力加速度是地球上物体下落加速度,约为9.8 米/秒²(m/s²)。
弹性势能是指物体由于形变而具有的能量。
当物体被压缩或拉伸时,内部的弹性势能增加。
弹性势能的表达式为:势能(U)= 1/2 ×弹性系数(k)×形变的平方(x²)。
其中,弹性系数表示物体恢复形变的能力,单位为牛顿/米(N/m)。
化学势能是指物体由于化学反应而具有的能量。
在化学反应中,物质的分子结构发生改变,从而导致能量的变化。
化学势能的表达式通常由特定化学反应的反应物和生成物来表示,具体表达式复杂且多样。
三、动能和势能的转化关系动能和势能之间存在着相互转化的关系。
在物体运动过程中,动能可以转化为势能,反之,势能也可以转化为动能。
根据能量守恒定律,物体的总能量守恒不变。
例如,当一个物体从较高的位置下落时,其势能逐渐转化为动能。
物体下落的速度越快,动能越大。
重力势能、弹性势能、动能及动能定理
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.课重力势能、弹性势能、动能和动能定理题教学目的重难点1、掌握重力势能、弹性势能和动能的概念2、熟练应用动能定理动能定理的应用教学内容【根底知识总结与稳固】一、重力做功和重力势能(1〕重力做功特点:重力对物体所做的功只跟物体的初末位置的高度有关,跟物体运动的路径无关。
物体沿闭合的路径运动一周,重力做功为零,其实恒力〔大小方向不变〕做功都具有这一特点。
如物体由 A 位置运动到 B 位置,如图 1 所示, A、 B 两位置的高度分别为h1、 h2,物体的质量为m,无论从A 到 B 路径如何,重力做的功均为:W G=mgs×cosa=mg〔h1-h2〕=mgh l -mgh2可见重力做功与路径无关。
(2〕重力势能定义:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
公式: Ep=mgh。
单位:焦〔 J〕(3〕重力势能的相对性与重力势能变化的绝对性重力势能是一个相对量。
它的数值与参考平面的选择相关。
在参考平面内,物体的重力势能为零;在参考平面上方的物体,重力势能为正值;在参考平面下方的物体,重力势能为负值。
重力势能变化的不变性〔绝对性〕尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关,但重力势能的变化量都与参考平面的选择无关,这表达了它的不变性〔绝对性〕。
某种势能的减小量,等于其相应力所做的功。
重力势能的减小量,等于重力所做的功;弹簧弹性势能的减小量,等于弹簧弹力所做的功。
重力势能的计算公式E p=mgh,只适用于地球外表及其附近处g 值不变时的范围。
假设g 值变化时。
不能用其计算。
二、弹力做功和弹性势能探究弹力做功与弹性势能(1〕功能关系是定义某种形式的能量的具体依据,从计算某种力的功入手是探究能的表达式的根本方法和思路。
(2〕科学探究中必须善于类比已有知识和方法并进行迁移运用。
(3〕科学的构思和猜想是创造性的表达。
可使探究工作具有针对性。
(4〕分割——转化——累加,是求变力功的一般方法,这是微积分思想的具体应用。
动能与势能的概念及计算
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动能与势能的概念及计算动能和势能是物理学中关于物体能量的两个重要概念。
本文将介绍动能和势能的基本概念以及如何进行计算,并通过实例来进一步说明其应用。
一、动能的概念及计算动能是指物体由于运动而具有的能量。
根据物体的质量和速度可以计算出动能。
动能的计算公式如下:动能(kinetic energy)= (1/2) ×质量 ×速度²其中,质量以千克为单位,速度以米每秒为单位。
动能的单位是焦耳(J)。
接下来,我们通过一个具体的例子来说明动能的计算。
假设有一辆质量为1000千克的汽车,速度为20米每秒。
我们可以使用上述动能的计算公式进行计算:动能 = (1/2) × 1000千克 × (20米/秒)²根据计算,该汽车的动能为200,000焦耳。
二、势能的概念及计算势能是指物体由于位置或状态而具有的能量。
常见的势能包括重力势能、弹性势能和化学势能等。
不同类型的势能具有不同的计算方法。
1. 重力势能重力势能(gravitational potential energy)是指物体由于位于某一高度而具有的势能。
重力势能的计算公式如下:重力势能 = 质量 ×加速度 due to gravity ×高度其中,质量以千克为单位,加速度由于重力为9.8米每秒²,高度以米为单位。
重力势能的单位也是焦耳(J)。
举个例子,假设有一个质量为10千克的物体位于高度为5米的位置上。
我们可以使用上述重力势能的计算公式进行计算:重力势能 = 10千克 × 9.8米/秒² × 5米计算结果表明,该物体的重力势能为490焦耳。
2. 弹性势能弹性势能(elastic potential energy)是指由于物体变形而具有的能量。
弹性势能的计算公式如下:弹性势能 = (1/2) ×弹性系数 ×弹性变形平方其中,弹性系数是物体固有的特性,弹性变形是指物体相对于其平衡位置的变形量。
机械能守恒定律:机械能=动能 重力势能 弹性势能(条件系统只有内部的重力或弹力做功)
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机械能守恒定律:机械能=动能+重力势能+弹性势能(条件:系统只有内部的重力或弹力做功). 守恒条件:(功角度)只有重力,弹力做功;(能转化角度)只发生动能与势能之间的相互转化。
“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。
在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功,或所做功的代数和为零,就可以认为是“只有重力做功”。
列式形式:E 1=E 2(先要确定零势面) P 减(或增)=E 增(或减) E A 减(或增)=E B 增(或减)mgh 1 +121212222mV mgh mV =+ 或者 ∆E p 减 = ∆E k 增5. 如图所示在一根细棒的中点C 和端点B ,分别固定两个质量、体积完全相同的小球,棒可以绕另一端A 在竖直平面内无摩擦地转动. 若从水平位置由静止释放,求两球到达最低位置时线速度的大小. 小球的质量为m ,棒的质量不计. 某同学对此题的解法是:设AB=L ,AC=L2,到最低位置时B 球和C 球的速度大小分别为v 1、v 2.运动过程中只有重力对小球做功,所以每个球的机械能都守恒.:C 球有21122Lmv mg =,1v (m/s) B 球有 2212m v m g L =,2v =(m/s) 你同意上述解法吗?若不同意,请简述理由并求出你认为正确的结果. 5. (10分)解: 不同意,因为在此过程中,细棒分别对小球做功,所以每个小球的机械能不守恒. 说出“不同意”得3分,说出理由得2分 但对棒、小球组成的系统,机械能守恒:mgL+mg L 2=12m 2C v +12m 2B v (2分) 又v B =2vC , (1分)可解得: v C =15gL 5, v B =215gL5(2分) 17.质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m 和2m 的小球A 和B 。
支架的两直角边长度分别为2l 和l ,支架可绕固定轴O 在竖直平面内无摩擦转动,如图所示。
开始时OA 边处于水平位置,由静止释放,则 ( ) A .A 球的最大速度为gl )12(632- B .A 球的速度最大时,两小球的总重力势能为零C .A 球的速度最大时,两直角边与竖直方向的夹角为45°D .A 、B 两球的最大速度之比v 1∶v 2=2∶116.质量不计的轻质弹性杆P 插在桌面上,杆端套有一个质量为m 的小球,今使小球沿水平方向做半径为R 的匀速圆周运动,角速度为ω,如图所示,则杆的上端受到的作用力大小为(C )A. R m 2ωB. 24222R m g m ω-C.24222R m g m ω+D .不能确定22.如图所示,轻杆长为3L ,在杆的A 、B 两端分别固定质量均为m 的球A 和球B ,杆上距球A 为L 处的点O 装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,已知球B 运动到最高点时,球B 对杆恰好无作用力.求:(1)球B 在最高点时,杆对水平轴的作用力大小.(2)球B 转到最低点时,球A 和球B 对杆的作用力分别是多大?方向如何? 解:(1)球B 在最高点时速度为v 0,有Lvm mg 220=,得gL v 20=.此时球A 的速度为gL v 221210=,设此时杆对球A 的作用力为F A ,则 ,5.1,)2/(20mg F Lv mmg F A A ==-, A 球对杆的作用力为,5.1mg F A ='.水平轴对杆的作用力与A 球对杆的作用力平衡,再据牛顿第三定律知,杆对水平轴的作用力大小为F 0=1. 5 mg.(2)设球B 在最低点时的速度为B v ,取O 点为参考平面,据机械能守恒定律有222020)2(21212)2(21212B B v m m g L m v L m g v m m gL m v L m g +++⋅-=+-+⋅解得gL v B 526=。
人教版八年级物理下册16.动能、重力势能、弹性势能及其影响因素
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2.弹性势能 ①定义:物体由于弹性形变而具有的能量。
②弹性势能的影响因素:
射箭时弓的形变越大,箭 射得越远,弹性势能越大。
物体的弹性形变越大,弹性势 能越大
拓展应用
1.直升飞机在空中匀速下降的过程中(忽略燃油的变化), 关于直升飞机的动能和重力势能的变化情况描述正确的是 (C) A.动能减小,重力势能减小 B.动能不变,重力势能增大 C.动能不变,重力势能减小 D.动能增大,重力势能不变
2.为了研究动能的大小与哪些因素有关,让静止的小钢球从斜面滚下,
观察木块被推动的距离,下列说法错误的是( D )
A.该实验采用转换法,用木块移动的距离来表示动能的大小 B.该实验研究的基本方法是控制变量法,如分别控制小球滚下的高度 、小球的质量等 C.实验过程中,让同一小球从不同高度落下,目的是为了让小球获得 不同的运动速度 D.在实验器材的选择时,可以不考虑斜面的光滑程度,被撞木块的质 量和软硬等因素
质量相同的物体,运动速度越大,动能越大
铁球和木球从同一高度滑下,速度相同。 铁球质量大,木块被推得远,做功多。
运动速度相同的物体,质量越大,动能越大
三、势能
1.重力势能 ①定义:物体由于被举高而具有的能量。
②重力势能的影响因素:
重力势能的大小跟物体的质量 有关;
重力势能的大小跟物体位置的 高低有关;
动能、重力势能、弹性势能及其影响因素
课前导入
小小的飞鸟为什么 能对飞机产生这么
大的破坏力呢?
一、能量及其形式
知识讲解
1.定义: 物体能够对外做功,表示这个物体具有能量。
①动能 2.机械能:
②势能
重力势能 弹性势能
重力势能和弹性势能的概念知道动能
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重力势能
物体由于被举高而具有的能。
这是因为物体一旦处在一定高度时,就具有 了一定的能量。 而当它从所处的的高处落下时,这些能量就 会以做功的方式释放出来
瀑布 拦河坝
重力势能的大小与什么有关呢?
实验方案:三个相同的木桩插在沙坑里,露出 沙坑的高度相同,如甲图所示。取三个铁块从 空中静止释放后撞击木桩,木桩陷入沙坑,如 乙图所示。
重力势能
决定重力势能大小的因素:
物体的质量m和被举的高度h.
大量事实表明:物体的_质_量越大,_位_置越高, 具有的重力势能就__越。大
弹性势能 物体由于发生形变而具有的能. 决定弹性势能大小的因素
弹性形变的大小
弹性势能
决定弹性势能大小的因素:
弹性形变的大小
[例] 在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中, 将A、B、C三只小球先后从同一装置的hA、hB、 hC高处滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB),推动纸盒运 动一段距离后静止。
(1)要研究动能与质量的关系,我们应选择_A_,C_ (2)从图中可以看出,A、B、C小球刚到达水平面 时__C球的动能最大。
下列物体具有哪种能。
A.拉长的弹簧具有_弹_性_势_能_。 B.水库中的水(被大坝提高)具有_重_力_势_能_ 。 C、桌子上的茶杯具有_重_力_势_能。 D.正在爬坡的汽车具有 _机_械_能_。 E.在空中飞行的小鸟具有_机_械_能_ 。
自然环境及人类生活的影响 通过教学活动,激发学生振兴中华的使命感与责任感
重点与难点分析:
本节的重点是动能,重力势能和弹性势能 的概念以及决定它们大小的因素,而难点则是 能的概念和动能与势能相互转化的实例分析。
1. 能量简称为能。一个物体能够做功,就说它具有能量。 能够做功,表示物体有能力做功,但物体不一定正在 做功。由于物体所处的条件不同,能够做功的物体可 以做功,也可以不做功。
动能与势能重力势能与弹性势能的转化
![动能与势能重力势能与弹性势能的转化](https://img.taocdn.com/s3/m/3c16e2220a1c59eef8c75fbfc77da26925c5962d.png)
动能与势能重力势能与弹性势能的转化动能与势能:重力势能与弹性势能的转化引言:物体在运动中具有动能,而在静止时,可以具有势能。
其中,重力势能和弹性势能是常见的两种形式。
本文将重点探讨重力势能和弹性势能之间的相互转化关系。
一、重力势能重力势能是指物体在竖直方向上由于位置的高低而具有的能量。
当物体在地面以上位置时,具有较高的重力势能;而当物体下落至地面时,重力势能逐渐减小为零。
二、动能动能是物体运动时所具有的能量。
当物体在运动过程中,其动能随着速度的增加而增加,随着速度的减小而减小。
三、重力势能转化为动能当一个物体从较高位置自由下落时,其重力势能将转化为动能。
根据能量守恒定律,物体的重力势能转化为等量的动能,数学表达式为:mgh = (1/2)mv²其中,m表示物体的质量,g表示重力加速度,h表示物体的高度,v表示物体的速度。
根据这个公式,我们可以计算物体下落时的动能。
四、弹性势能弹性势能是物体由于形变而具有的能量。
当一个物体被施加外力产生形变时,其具有弹性势能。
弹性势能随着外力的增加而增加,随着形变减小而减小。
五、动能转化为弹性势能当一个物体受到外力撞击时,物体的动能将转化为弹性势能。
例如,当弹簧被压缩时,它具有较大的弹性势能。
根据能量守恒定律,动能转化为等量的弹性势能。
六、重力势能与弹性势能的转化重力势能和弹性势能之间存在相互转化的情况。
例如,当一个重物被吊起并与弹簧相连时,重力势能转化为动能,并将动能转化为弹性势能,使得弹簧发生形变。
当重物的动能消耗完毕时,弹簧的弹性势能将再次转化为重力势能,使重物再次上升。
七、实际应用重力势能和弹性势能的转化在生活中广泛应用。
例如,过山车的上坡部分将乘客的重力势能转化为动能,使其获得速度。
而过山车的下坡部分则将动能转化为重力势能,使乘客再次上升。
此外,在日常生活中,弹簧秤的工作原理也是基于重力势能和弹性势能的转化。
结论:重力势能与弹性势能是能量的两种表现形式,二者之间能够相互转化。
动能和势能的关系
![动能和势能的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/b45f22b67d1cfad6195f312b3169a4517723e5a9.png)
动能和势能的关系动能和势能是物理学中两个重要的概念,它们描述了物体在不同状态下所拥有的能量形式。
动能是物体由于运动而具有的能量,而势能则是物体由于位置或状态而具有的能量。
本文将探讨动能和势能之间的关系以及它们在各个领域中的应用。
一、动能和势能的定义和公式动能(kinetic energy)表示物体由于运动而具有的能量,可用下式表示:动能 = ½mv²其中,m为物体的质量,v为物体的速度。
动能的单位是焦耳(J)。
势能(potential energy)表示物体由于位置或状态而具有的能量,它可分为多种形式,如重力势能、弹性势能、化学势能等。
每种势能的计算公式不同,下面以重力势能为例:重力势能 = mgh其中,m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度。
重力势能的单位也是焦耳(J)。
二、动能和势能的转化动能和势能之间存在着相互转化的关系。
当物体从一种状态转变为另一种状态时,动能和势能会相应地发生转化。
1. 下落物体的转化当物体从某一高度下落时,由于重力的作用,它的势能将会转化为动能。
根据能量守恒定律,下落物体的重力势能与最终的动能之和等于初始时的重力势能,即:mgh = ½mv²可以看出,物体的质量与高度存在一定关系。
当质量固定时,高度越高,速度越大;反之亦然。
2. 弹性势能的转化弹性势能是物体由于形变而具有的能量,在弹性体的伸缩、扭转或弯曲等过程中发挥作用。
当物体发生形变时,势能会转化为动能。
例如,弹簧在被压缩时储存弹性势能,当释放压力时,势能会转化为动能。
3. 化学势能的转化化学势能是物体由于化学反应而具有的能量,常见于化学物质的分解、合成过程中。
例如,当燃料燃烧时,化学能会被释放出来,转化为热能和动能。
三、动能和势能的应用动能和势能的概念在各个领域中都有广泛的应用。
以下列举几个例子:1. 动能的应用动能在机械工程中起着重要作用,它用来描述物体的运动状态。
动能势能Ek+EP重力势能弹性势能
![动能势能Ek+EP重力势能弹性势能](https://img.taocdn.com/s3/m/dde50f4b7e21af45b307a8c0.png)
• 2.机械能守恒定律的三种表达形式和用法
• (1)E2=E1或Ek1+EP1=Ek2+EP2,表示系统在初状态的机械 能等于其末状态的机械能.一般来说,当始、末状态的机械能 的总和相等,运用这种形式表达时,应选好零势能面,且初、 末状态的高度已知,系统除地球外,只有一个物体时,用这种 表达形式较方便.
• ③△EA增= △EB减 面)
.(不用选零势能参考平
• 思考:物体所受合外力为零,物体的机械能一定守恒 吗?举例说明.
• 不一定,例如重物在竖直向上的外力作用下,沿竖直 方向匀速上升的过程,其机械能逐渐增加.
• ——要点深化——
• 1.对机械能守恒条件的理解
•“只有重力做功”不等于“只受重力作 用”.在该过程中,物体可以受其他力的作用, 只要这些力不做功,或所做的功的代数和为零, 就可以认为是“只有重力做功”.
图1
• 解析:以桌面为参考平面,落地时物体的重力 势能为-mgh.末状态的重力势能为-mgh,初 状态的重力势能为mgH,重力势能的变化即为 -mgh-mgH=-mg(H+h),重力势能减少 了mg(H+h).
• 答案:D
• 知识点二 机械能守恒定律
• ——知识回顾——
• ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.机械能
• 动能 和 势能
统称为机械能,即E
= Ek+EP ,其中势能包括 弹性势能
和 重力势能 .
• 2.机械能守恒定律
• (1)内容:在只有 重力或弹力 做功的物体系统 内,动能与势能可以相互转化,而总的机械 能 保持不变 .
• (2)表达式:
• ①Ek1+EP1=Ek2+EP2.(要选零势能参考平面)
• ②△Ek= -△EP .(不用选零势能参考平面)
势能的概念及分类
![势能的概念及分类](https://img.taocdn.com/s3/m/ccc4637630126edb6f1aff00bed5b9f3f80f7241.png)
势能的概念及分类势能是物体由于位置、形态或状态而具有的能量。
它是物体在其运动中的一种重要能量形式,与物体的动能并存于机械能中。
了解势能的概念及其分类有助于我们更好地理解物体的能量转化和物体的运动规律。
本文将详细介绍势能的概念以及其常见的分类。
一、势能的概念势能是指物体由于存在于某个位置、形态或状态中而具备的能量。
它是一种存储在物体内部的能量,当物体发生运动时,势能可以被转化为运动能,或者从运动能转化为势能。
在自然界中,势能广泛存在于各种物理系统中,如重力场中的重力势能、弹性体系中的弹性势能、电场中的静电势能等。
势能的存在使得物体能够进行能量的存储和转化,是物理学中一个重要的概念。
二、势能的分类根据势能存在的形式和原因,可以将势能分为以下几类:1.重力势能重力势能是物体由于位于地球表面以上而具有的势能。
当物体被抬高到一定高度时,由于地球对物体具有引力,物体具有了一定的重力势能。
重力势能与物体所处的位置有关,与物体的质量和高度成正比。
计算公式为Ep = mgh,其中Ep为重力势能,m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度。
2.弹性势能弹性势能是指物体由于被压缩或拉伸而具有的势能。
当物体受到外力作用而发生形变时,会产生弹性势能。
弹性势能与物体的形变程度有关,与物体的弹性系数和形变量成正比。
计算公式为Ep = (1/2)kx²,其中Ep为弹性势能,k为弹簧的劲度系数,x为形变量。
3.化学势能化学势能是指物体内部化学反应而产生的能量。
在化学反应或化学变化过程中,物质的原子和分子发生重新排列和结合,从中释放或吸收能量。
化学势能是化学反应中的一种能量形式,它与物质的组成、结构和反应条件有关。
4.电势能电势能是指带电体由于所处电场中而具有的势能。
带电体在电场中的位置决定了它所具有的电势能大小。
当带电体从一个位置移动到另一个位置时,电势能可以被转化为电磁能或其他形式的能量。
电势能与电量、电场强度以及带电体所处位置之间的关系十分复杂,可以使用数学公式来描述。
重力势能、弹性势能、动能
![重力势能、弹性势能、动能](https://img.taocdn.com/s3/m/b99a992f783e0912a2162afb.png)
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。
人教版高一物理必修2第七章重力势能、弹性势能、动能定理知识点总结复习
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第四节重力势能1.重力做的功(1)表达式W G=mgh=mg(h1-h2),其中h表示物体起点和终点的高度差,h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
(2)正负物体下降时重力做正功;物体被举高时重力做负功,也可以说成物体克服重力做功。
(3)特点物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关。
2.重力势能(1)定义:物体由于位于高处而具有的能量。
(2)大小:等于物体所受重力与所处高度的乘积,表达式为E p=mgh,其中h 表示物体所在位置的高度。
(3)单位:焦耳,与功的单位相同。
重力势能是标量,正负表示大小。
(4)重力做功与重力势能变化的关系①表达式:W G=E p1-E p2。
②重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增大。
3.重力势能的相对性和系统性(1)相对性①参考平面:物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的,这个水平面叫做参考平面,在参考平面,物体的重力势能取作0。
②重力势能的相对性选择不同的参考平面,物体重力势能的数值是不同的。
对选定的参考平面,上方物体的重力势能是正值,下方物体的重力势能是负值,负值的重力势能,表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能小。
(2)系统性重力势能是地球与物体所组成的系统共有的。
判一判(1)重力势能E p1=2 J,E p2=-3 J,则E p1与E p2方向相反。
()(2)同一物体的重力势能E p1=2 J,E p2=-3 J,则E p1>E p2。
()(3)在同一高度的质量不同的两个物体,它们的重力势能一定不同。
()提示:(1)×重力势能是标量,没有方向。
(2)√重力势能为正值,表示物体处于参考平面的上方,为负值表示物体处于参考平面的下方,而同一物体在越高的地方重力势能越大。
(3)×若选定两物体所处的水平面为参考平面,则两物体的重力势能均为0。
说明:(1)重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关。
力学中的动能与势能公式整理
![力学中的动能与势能公式整理](https://img.taocdn.com/s3/m/6a7a071b0622192e453610661ed9ad51f01d54f8.png)
力学中的动能与势能公式整理力学是研究物体运动和力的学科,其中包括了动能和势能的概念。
动能是一个物体由于运动而具有的能量,而势能是一个物体由于其所处位置而具有的能量。
在力学中,动能和势能可以通过数学公式来表达和计算,本文将对力学中的动能与势能公式进行整理和解释。
1. 动能(Kinetic Energy)动能是一个物体由于运动状态而具有的能量,它与物体的质量和速度有关。
动能公式可以用以下的数学关系表示:动能 = 1/2 ×质量 ×速度²其中,动能用符号“K”表示,质量用符号“m”表示,速度用符号“v”表示。
根据动能的公式,我们可以看出,物体的动能与其质量成正比,与速度的平方成正比。
当物体的质量和速度变化时,其动能也会相应地发生变化。
2. 势能(Potential Energy)势能是物体由于所处位置而具有的能量,它与物体的位置和形状、外力场有关。
在力学中,常见的势能有重力势能、弹性势能和化学势能等。
以下分别对几种常见的势能公式进行介绍。
(1)重力势能(Gravitational Potential Energy)重力势能是物体由于被抬升到一定高度而具有的能量。
重力势能公式如下所示:重力势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度其中,重力势能用符号“U”表示,质量用符号“m”表示,重力加速度用符号“g”表示,高度用符号“h”表示。
根据重力势能公式,可以得出结论:物体的重力势能与其质量、重力加速度以及高度成正比。
(2)弹性势能(Elastic Potential Energy)弹性势能是指一个物体由于变形而具有的能量,常见的案例是弹性体的弹性势能。
弹性势能公式如下所示:弹性势能 = 1/2 ×弹性系数 ×变形长度²其中,弹性势能用符号“U”表示,弹性系数用符号“k”表示,变形长度用符号“ΔL”表示。
根据弹性势能公式,可以看出,弹性势能与弹性系数成正比,与变形长度的平方成正比。
动能和势能有何区别如何相互转化
![动能和势能有何区别如何相互转化](https://img.taocdn.com/s3/m/45291ab45ff7ba0d4a7302768e9951e79a896944.png)
动能和势能有何区别如何相互转化知识点:动能和势能的区别及相互转化一、动能的概念动能是指物体由于运动而具有的能量。
它与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越快,动能就越大。
动能的计算公式为:动能 = 1/2 × 质量 × 速度²。
二、势能的概念势能是指物体由于位置或状态而具有的能量。
根据不同的情况,势能可以分为重力势能和弹性势能。
重力势能是指物体在重力场中由于位置的高低而具有的能量,计算公式为:重力势能 = 质量 × 重力加速度 × 高度。
弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的能量,它与物体的形变程度和弹簧的劲度系数有关。
三、动能和势能的区别1.性质不同:动能是物体运动状态的体现,而势能是物体位置或状态的体现。
2.能量形式不同:动能是一种动态能量,势能是一种静态能量。
3.计算公式不同:动能的计算公式为动能 = 1/2 × 质量 × 速度²,势能的计算公式根据情况不同而有所区别。
四、动能和势能的相互转化1.动能转化为势能:当物体由运动状态变为静止状态,或者运动速度减小,其动能会转化为势能。
例如,一个从高处下落的物体,在下降过程中速度逐渐减小,其动能转化为重力势能。
2.势能转化为动能:当物体由静止状态变为运动状态,或者运动速度增加,其势能会转化为动能。
例如,一个被抛出的物体,在上升过程中速度逐渐减小,其重力势能转化为动能。
3.动能和势能的相互转化过程中,能量守恒定律始终成立,即系统的总能量保持不变。
动能和势能是物理学中的基本概念,它们之间有着本质的区别和密切的联系。
了解动能和势能的概念、计算公式以及它们之间的相互转化,对于掌握物理学的基本原理和解决实际问题具有重要意义。
习题及方法:1.习题:一辆质量为200kg的汽车以80km/h的速度行驶,请计算汽车的动能。
解题方法:使用动能的计算公式,动能 = 1/2 × 质量 × 速度²。
动能和势能的转化公式
![动能和势能的转化公式](https://img.taocdn.com/s3/m/ed51e014c950ad02de80d4d8d15abe23492f031e.png)
动能和势能的转化公式在咱们的物理世界里,动能和势能的转化公式那可是相当重要的!先来说说啥是动能。
想象一下,你在操场上跑步,跑得越快,是不是感觉自己越有“劲头”?这股“劲头”就是动能。
动能的大小跟物体的质量和速度有关,公式是:$E_{k} = \frac{1}{2}mv^2$ ,这里的$m$是物体的质量,$v$是物体的速度。
再聊聊势能。
就像你把一个球举得高高的,它就有了一种能往下掉的“潜力”,这就是势能。
势能又分重力势能和弹性势能。
重力势能跟物体的质量、高度有关,公式是$E_{p} = mgh$ ,其中$m$还是质量,$g$是重力加速度,$h$是高度。
而弹性势能呢,就好比被压缩或者拉伸的弹簧,它也有着要恢复原状的“力量”。
咱来举个例子感受感受。
有一次我去游乐场玩跳楼机,刚开始慢慢往上升的时候,速度慢,动能小,但是高度在增加,重力势能就在增大。
等到了顶点,速度变成零,动能没了,可重力势能达到最大。
然后“唰”地一下往下掉,这时候高度降低,重力势能减小,速度越来越快,动能急剧增大。
这一上一下的过程,不就是动能和势能在不停地转化嘛!生活中这样的例子太多啦。
比如射箭,拉弓的时候,弓被拉得越弯,弹性势能越大。
一松手,箭飞出去,弹性势能就转化成了箭的动能。
再想想荡秋千。
从低处往高处荡,速度逐渐减小,动能转化为重力势能;从高处往低处荡,高度降低,重力势能又转化为动能,让我们在秋千上一上一下,感受着这种神奇的能量转化。
还有水力发电,水从高处冲下来,重力势能转化为水轮机的动能,水轮机转动带动发电机发电。
动能和势能的转化公式就像一把神奇的钥匙,能帮我们打开理解这些现象的大门。
在学习物理的过程中,咱们得好好琢磨这些公式,多观察生活中的现象,这样才能真正掌握动能和势能转化的奥秘。
总之,动能和势能的转化无处不在,它们的转化公式就是我们探索这个奇妙世界的有力工具。
只要我们用心去发现,就能在日常生活中看到物理知识的精彩应用!。
势能与动能的转化
![势能与动能的转化](https://img.taocdn.com/s3/m/9adfad19abea998fcc22bcd126fff705cc175c6e.png)
势能与动能的转化势能和动能是物理学中非常重要的概念,它们描述了物体在运动过程中储存和释放的能量。
在我们日常生活和各个领域中,这种能量的转化无处不在。
本文将详细探讨势能和动能的定义、转化以及实际应用。
一、势能的定义和转化势能指的是物体由于位置而拥有的储存能量。
常见的势能类型有重力势能、弹性势能、化学势能等。
其中,重力势能是指物体由于位于地面上方而具备的能量。
当物体向下运动时,重力势能转化为动能,而当物体被抬起时,动能则转化为重力势能。
举个例子来说明,假如有一个球从某一高台上方自由下落。
当球从高台上方开始下落时,它具有一定的重力势能。
随着球的下落,重力势能逐渐转化为动能,即球的运动能量。
当球到达地面时,重力势能完全转化为动能,球的速度最大。
这个例子清晰地展示了势能向动能的转化过程。
除了重力势能的转化,弹性势能也是常见的转化方式。
当弹簧被压缩或拉伸时,弹性势能会储存在弹簧内。
当弹簧释放时,弹性势能会转化为动能,使物体做弹射运动。
二、动能的定义和转化动能是指物体由于运动而具备的能量。
它的大小与物体的质量和速度有关。
动能的公式为K = 0.5*m*v^2,其中K表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
动能的转化同样也是一个普遍存在的现象。
当一个物体受到外力作用加速时,它的动能会增加。
相反,如果物体受到阻力或其他因素的影响而减速,动能会减小。
运动中的动能转化可以通过一个经典实验来说明。
假设有一辆行驶的汽车,车速很快。
如果突然踩下刹车,汽车将会减速。
在这个过程中,汽车的动能会转化为热能,通过刹车系统释放到周围环境中。
这就是动能向热能的转化。
三、势能与动能的转化应用势能和动能的转化不仅仅存在于物理学领域,也在各个实际应用中有着重要意义。
航天器的发射过程中就运用了势能与动能的转化原理。
当火箭燃烧发射时,燃料的化学能被释放,转化为火箭的动能。
随着火箭向上升空,重力势能逐渐增加,动能逐渐减小。
一段时间后,当火箭的动能减小到与重力势能相等时,火箭就可以进入轨道了。
动能和势能的关系
![动能和势能的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/7e8ae92049d7c1c708a1284ac850ad02df800765.png)
动能和势能的关系动能和势能是物理学中两个非常重要的概念。
它们描述了物体在不同状态下的性质和变化,并且在物理学的许多分支中都有广泛的应用。
本文将探讨动能和势能之间的关系,以及它们在实际生活中的应用。
首先,我们来了解一下动能的概念。
动能是一个物体由于运动而具有的能量,它取决于物体的质量和速度。
动能的大小可以通过以下公式计算:动能= 1/2×质量×速度的平方。
从这个公式中可以看出,物体的质量越大,速度越快,它的动能就越大。
例如,一个质量为1千克的汽车以每小时100公里的速度行驶,它的动能就远大于一个质量为10克的小球以相同的速度运动。
而势能是指物体由于位置或形状而具有的储存能量。
最常见的势能是重力势能和弹性势能。
重力势能是指物体由于高度而具有的能量,它的大小可以通过以下公式计算:重力势能= 质量×重力加速度×高度。
可以看出,重力势能取决于物体的质量、重力加速度和高度。
当物体被抬高时,它的重力势能增加;当物体下降时,它的重力势能减小。
弹性势能是指物体由于被压缩或拉伸而具有的能量,它的大小与物体的形状和弹性系数有关。
动能和势能之间存在着一种转换关系。
当物体在运动中时,它的动能增加,而势能减小;当物体被提高时,势能增加,动能减小。
这是因为物体的总机械能在保持不变的情况下发生转化。
机械能是指物体的动能和势能之和,它在物体运动过程中保持不变。
例如,当一个小球在斜坡上下滚动时,它的动能和势能会不断地相互转化。
当小球往上滚动时,它的动能减小,势能增加;当小球往下滚动时,势能减小,动能增加。
这种动能和势能之间的转化关系在实际生活中有很多应用。
例如,电梯的上升和下降过程中涉及到动能和势能的转化。
当电梯从地面上升到高楼层时,电梯的势能增加,而动能减小;当电梯下降时,势能减小,动能增加。
同样,弹簧秤在测量物体质量时利用了弹性势能的转化。
当物体放在弹簧秤上时,弹簧被压缩,形成了弹性势能,根据弹簧的变形量可以推算物体的质量。
动能与重力势能之间的相互转化
![动能与重力势能之间的相互转化](https://img.taocdn.com/s3/m/3eb68920a6c30c2259019ecf.png)
A B C
h
D
小球到达A、B、C、D时速度大小一样。
【课堂练习】要使一个球着地后回跳的高度比 抛出点高5.0m,必须以多大速度将它竖直抛下? (不计空气阻力和球落地时的能量损失) 【分析】依题意,球在运动过程中机械能守恒。 设物体质量为m,原来高度为h1,速度为v,回 跳的高度为h2,由机械能守恒定律可得
转化过程中,势能的 减少等于动能的增加
V1
不计空气阻力
V
A 不计摩擦阻力
机械能守恒
【例题1】小球沿光滑斜面下滑,求到达底 面时的速度。斜面高h=0.5m,长S=1m。 【分析】受力情况:重力与弹力。 T
弹力不做功,只有重力做功 机械能守恒 则有:EK1+EP1= EK2+EP2 即 mgh =
1 mv 2 2 1 S
E0与E1的关系:E0=E1
三、机械能守恒定律 如果没有摩擦力和介质阻力,物体只 发生动能和势能的相互转化时,机械能的总 量保持不变。
条件:只有重力和弹簧的弹力做功。
(只发生动能和势能间的相互转化) 表达式: 任意状态下,动能 1、EK1+EP1= EK2+EP2 和势能总和相等 2、EP1 – EP2= EK2 – EK1
旧课复习
动能:物体由于运动具有的能 势能: 重力势能:地球上的物体具有跟它的高 h 度有关的能 弹性势能:物体因弹性形变而具有的能
V
1、机械能: (1)定义:物体所具有的动能和势 能统称机械能。 (2)表达式:
1 2 E EK EP mv mgh 2 (3)单位:焦耳。1J=1kg· m2/s2,动 能是标量。
如果没有磨擦和介质阻力,物体只发生动能 和势能的相互转化时,机械能的总量保持不变。
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普
演练2
如图所示,下列四个选项的图中, 木块均在固定的斜面上运动,其中图A、 B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面 是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的 外力,方向如图中箭头所示,图A、B、 D中的木块向下运动.图C中的木块向上 运动.在这四个图所示的运动过程中机械 能守恒的是:
应 用 机 械 能 守 恒 定 律 的 解 题 步 骤
• 如图所示,粗细均匀,全长为L的铁链对称地 挂在轻小且光滑的定滑轮上,轻轻地拉动铁链 一端,使它从静止开始运动,铁链在脱离滑轮 的瞬间的速度大小为多少?
演练4
质量均为m的小球A.B.C,用两条长为L的细绳相连,
置于高为h的光滑水平桌面上,L>h, A球刚跨过桌 边,若A球,B球,C球相继下落后不再反跳,则C球离 开桌边的速度大小为多少?
1.物体只受重力,只发生动能和重力势能的相互转化 (自由落体运动,抛体运动) 2.只有弹力做功, 只发生动能和弹性势能的相互转化
3.物体既受重力,又受弹力,但只有重力和弹力做功, 发生动能,弹性势能,重力势能的相互转化
4.除受重力或弹力外,受其他力,但其他力不做功, 或其他力做功的代数和为零
1.
考 查 守 恒 条 件 理 解
探究2:
用机械能守恒定律如何解题?
(1)确定研究对象 (2)对研究对象进行正确的受力分析 (3)判定各个力是否做功,并分析是否符合机 械能守恒的条件 (4)视解题方便选取零势能参考平面,并确定 研究对象在始、末状态时的机械能。 (5)根据机械能守恒定律列出方程,或再辅之 以其他方程,进行求解。
演练3
演练1
下列关于物体机械能守恒的说法中,正确的是 A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B.合外力对物体不做功,物体的机械能一定守恒 C.物体只发生动能与势能的相互转化时,物体的 机械能守恒 D.运动的物体,若受合外力为零,则其机械能一 定守恒 E.做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒
点评:机械能是否守恒与物体的运动状态无关
内容
机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体 系统内,物体的动能和势能可以相 互转化,而总的机械能保持不变。
EK2+EP2=EK1+EP1 即E2=E1
表达式
mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2
适用条件
ΔE减=ΔE增
只有重力做功或弹力做功
探究一:
如何利用机械能守恒定律的条件 判断一个过程中系统(或物体)的机械能是否守恒?
学习目标
• 掌握机械能守恒定律,会用机械能守恒定 律解决力学问题 • 理解机械能守恒定律的内容,含义和使用 条件 • 了解通过对宇宙中的现象的观察和研究, 认识自然界中的规律方法
知识回顾
• 机械能包括 动能 和 势能 . • 势能又分为 重力势能 和 弹性势能 . • 即 E=EK+EP =mv2/2+mgh
演练5
如图所示,U形管内装有同种液体,开始时 两边液面高度差为 h ,管中液柱总长为 4h , 打开阀门 k ,让液体自由流动,当两液面高 度相等时,右侧液面下降的速
k
k