[原创]2013年《随堂优化训练》物理 必修2 粤教版 第四章 第二节 动能 势能 [配套课件]

1．概念：物体由于运动而具有的能叫动能．
1 2 2．表达式：Ek＝2mv .
3．理解： (1)动能是标量：动能只与物体的质量和速率有关，而与其 运动方向无关，即动能只有大小，没有方向． (2)动能是状态量：速度是状态量，一定质量的物体，速率 不同，动能不同，动能也是状态量． (3)动能是相对量：选择不同的参考系，物体的瞬时速度不
1 2 解析：根据动能的计算公式 Ek＝2mv 可知飞船的动能为 9.6×1010 J，即 C 正确．
5．关于重力势能，下列说法中正确的是( D )
A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确
定
B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大
C．一个物体的重力势能从－5 J 变化到－3 J，重力势能减 少了 D．重力势能的减少量等于重力对物体所做的功
A．重力做功与路程有关
B．ห้องสมุดไป่ตู้力做功与起点和终点的高度差有关 C．重力做正功，重力势能增加
D．重力做负功，重力势能增加
解析：重力做功与起点和终点的高度差有关，与路径无关，
A 项错误，B 项正确．重力做正功，重力势能减少；重力做负
功，重力势能增加，C 项错误，D 项正确．
知识点 4 弹性势能
2012 年伦敦奥运会，中国射箭队派出 了程明、方玉婷、徐晶和邢宇、戴小祥、
讨论： 做功 水滴从高处落下时重力对水滴_______，使得水滴落至石头
速度 动能 前的瞬间具备一定的________，也即水滴具有一定的________，
动能 做功 具有________的多个小水滴长时间坚持对石头________造成了
水滴石穿．
1．能量： (1)概念：一个物体能够对外做功，就说这个物体具有能量．
3．功和能的三点辨析： (1)功和能是两个不同的物理量，不能理解为功就是能量， 能就是功． (2)功对应着一个物理过程，能对应着物体存在的一个状 态，所以功是一个过程量，能是一个状态量． (3)功是能量转化的量度，不能理解为功转化成了能量，也
不能说物体具有多少功．
【例 1】有关功和能，下列说法正确的是( A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能 B．物体具有多少能，就一定能做多少功 C．物体做了多少功，就有多少能量消失
物体在桌面上的重力势能为 Ep2＝0 重力势能的变化量为ΔEp＝Ep2－Ep1＝－8 J
负号表示物体从支架下落到桌面的过程中重力势能是减少
的． 方法二，物体由支架下落到桌面的过程中重力做功为
W＝mgh1＝2×10×0.4 J＝8 J
重力做正功则重力势能减少，重力势能减少量为 8 J.
【触类旁通】 3．(双选)关于重力做功，下列说法正确的是( BD )
第二节 动能 势能
1．能量：一个物体能对其他物体做功，就说这个物体具有 能量 ________． 转化 2．功和能：做功的过程就是能量________的过程．做了多 发生转化 少功， 就有多少能量____________．功是过程量，能量是状态 能量转化 量，功是____________的量度．
运动 3．物体由于________而具有的能量称为动能，用 Ek 表示； 由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能，用 Ep 表示， 重力 乘积 大小等于物体所受________的大小与所处高度的________，公 式 Ep＝mgh. 4．我国“神舟”七号飞船返回舱的质量约是 3×103 kg， 返回时进入大气层时的速度约是 8 km/s，它的动能约是( C ) A．2.4×106 J C．9.6×1010 J B．1.92×1010 J D．0
解析：因为 v2 是一个正值，所以物体的动能不可能小于零，
且速度的大小与参考系的选取有关，所以动能与参考系的选取 有关，A 错、B 对；两质量相同的物体若动能相同，则物体的 速度大小也一定相同，但方向可能不同，所以速度不一定相同， C 错、D 对． 答案：BD
【触类旁通】 2．在 h 高处，以初速度 v0 向水平方向抛出一个质量为 m 的小球，不计空气阻力，小球着地时动能为( C )
击球的网球怕、撑杆跳运动员手中弯曲的杆等都具有弹性势能．
(2)弹性势能跟形变的大小有关：物体的形变量越大，物体 具有的弹性势能就越大．如弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或压 缩的长度有关，被拉伸或压缩的长度越大，恢复原状时对外界 做的功就越多，弹簧弹性势能就越大． (3)弹性势能也是系统所具有的，同重力势能类似，弹性势 能的变化由弹力做功的多少来量度，即弹力做正功，弹性势能 减少；弹力做负功，弹性势能增加．弹性势能和重力势能都是 由相互作用的物体各部分的相对位置决定的能量，这种与相互 作用的物体的相对位置有关的能量叫势能．
速度 动能 ________很大，________也很大；乒乓球从对面高速飞来，我
们却可以轻易抓住它，这是因为乒乓球的速度虽然很大，但 动能 质量 ________很小，故________也很小；如果是铅球高速飞来，我 质量 们却不敢去接它，这是因为铅球速度大而且________ 较大， 动能 速度 ________ 较大．可见，运动物体的能量与物体的________ 和 质量 ________都有关系．
【例 3】如图 4－2－3 所示，桌面距地面的高度 h2＝0.8 m， 一物体质量为 2 kg，放在距桌面 h1＝0.4 m 的支架上，(取 g＝ 10 m/s2)求：物体由支架下落到桌面的过程中重力势能的变化 量．
图 4－2－3
解：方法一，以桌面为零势能面，物体在支架上的高度为
h1＝0.4 m，则物体在支架上的重力势能为 Ep1＝mgh1＝2×10×0.4 J＝8 J
1 A.2m(v0＋ 2gh)2 1 C.2m(v2＋2gh) 0 1 B.2m(v0－ 2gh)2 1 D.2m(v2－2gh) 0
解析：物体做平抛运动，设落地速度为 vt，由运动的合成 1 2 2 2 2 与分解知，vt ＝v0＋vy ＝v0＋2gh，所以小球着地的动能为 Ek＝2 1 2 mvt ＝2m(v2＋2gh)． 0
知识点 1 功与能的关系 在安徽广德太极洞内，有一块状如卧兔的石头．石头正中 央有一个光滑圆润的小洞，如图 4－2－1 所示．这个小洞是怎
么形成的呢？原来，在这块石头的上方，有
水滴接连不断地从岩缝里滴落下来，而且总
是滴落在同一个地方．几百年过去了，几千
年，甚至几万年……水滴锲而不舍，日雕月 图 4－2－1 琢，终于滴穿了这块石头，成为今天太极洞内的一大奇观．
同，也就有不同的动能．在研究地表附近物体的运动时，一般
都是以地面为参考系．
【例 2】(双选)关于物体的动能，下列说法中正确的是( ) A．一个物体的动能可能小于零 B．一个物体的动能与参考系的选取有关 C．两质量相同的物体若动能相同，则物体的速度也一定 相同 D．两质量相同的物体若动能相同，物体的速度不一定相 同
刘招武的阵容出战．尽管六位箭手的平均
年龄不足 23 岁，都是首次参加奥运会的
“新兵”，但是凭借着出色的实力、稳定
的发挥，在伦敦奥运赛场上演了“青春风
图 4－2－4
暴”．其中，程明、方玉婷和徐晶携手合作，连续战胜多路强
手晋级女子团体决赛，仅仅以一环之差不敌韩国女队获得银牌． 随后开始的个人赛上，戴小祥更是冲破了韩国、欧美选手的重 重阻碍，赢得一枚铜牌，为中国射箭队赢得了男子个人赛的首 枚奖牌． 讨论： 如图 4－2－4 所示为中国选手张娟娟，当她把弓拉满后放
知识点 3 重力势能 三峡大坝是世界第一大的水电工程，于 2006 年 5 月 20 日 全线建成.2010 年 7 月 19 日，三峡大坝迎来一次峰值在 65 000 立方米每秒左右的洪水，堪比 1998 年长江 三峡河段的最高峰值，这也是三峡水库建成
以来所面临的规模最大的一次洪水挑战．经
国家防总批准，三峡水库于 2011 年 9 月 10 图 4－2－2 日零时正式启动第四次 175 米试验性蓄水，至 18 日 19 时，水 库水位已达到 160.18 米，如图 4－2－2 所示．
解析：功和能虽然具有相同的单位，但两者有本质的区别，
也不能互相转化，故 A 错；功是过程量，能量是状态量，一个
物体具有的能量多，做功并不一定多，故 B 错；功是能量转化
的量度，做的功越多，能量转化越多，可知 D 错，C 对． 答案：C
知识点 2 动能 如果我们用手直接将子弹扔向目标，则杀伤力很小，而从 枪口射出的子弹杀伤力却很大，这是因为从枪口射出的子弹
式转化为另一种形式，而且可以用功来量度能量转化的多少，
故选项 C 错误，D 正确．
答案：D
【触类旁通】 1．关于功和能，下列说法中正确的是( )
A．功和能具有相同的单位，两者在本质上是相同的，所
以功就是能，功可以转化为能 B．做功越多，物体具有的能就越多 C．能量转化中，做的功越多，能量转化越多 D．功是物体能量的量度
其方向竖直向下，在地面附近其大小可看做是恒量，G＝mg.重
力做功的特点是只与运动物体的起点和终点的位置有关，而与 运动物体所经过的路径无关．
3．大小： (1)表达式：Ep＝mgh，即物体的重力势能等于它所受重力
的大小与所处高度的乘积． (2)单位：焦耳，简称“焦”，记为“J”．
4．重力势能的“四性”： (1)系统性：重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有
)
D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量 度能量转化的多少
解析：做功的过程是能量转化的过程，功是能量转化的量 度，不同形式的能量间可以相互转化，但能的总量保持不变． 功是过程量，能是状态量，两者不能等同，而且物体具有的能 量不可能完全去做功，故选项 A、B 错误．物体做功的过程，
是能量转化的过程，不是能量消失的过程，能量只能从一种形
讨论： 上升 修筑大坝的目的是使水位________________从而增加水的 重力势能 重力势能 动能 ____________，而____________转化为水的________，从而推 动涡轮机转动实现发电．