957-动能、重力势能专题

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1、动能、重力势能专题第一步：基础知识汇总一．动能、动能定理（一）动能　　1.物体由于运动而具有的能量叫动能；　　2.公式：　　3.动能是标量，只有大小没有方向；　　动能是状态量，因为动能对应的是物体的一个运动状态；　　动能是相对量，因为速度具有相对性，参考系不同速度往往不同，动能也就不同，一般取地面作为惯性参考系；　　动能单位是J。它的推导过程是1kg·m2/s2＝1N·m＝1J（二）动能定理1.动能定理的推导因为和　　　　即合力所做的功，等于物体动能的变化。2.动能定理的表述　　合外力做的功等于物体动能的变化。（这里的合外

2、力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。表达式为　　动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。实际应用时，后一种表述比较好操作。不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功。3.应用动能定理解题的步骤（仅供参考）　　①确定研究对象和研究过程。　　②对研究对象进行受力分析。（研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力）。　　③写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）。如果研究过程中物体受力情况有变化

3、，要分别写出该力在各个阶段做的功。④按照动能定理列式求解。（一）做功与能量的关系做功的过程就是能量改变的过程。外力对物体做正功，物体的能量增加；外力对物体做负功或物体对外做功，物体能量减少。例如：使一个本来静止的物体运动且具有50J的动能，那就是说外力使物体产生了加速度，使物体提高了速度，做了50J的功，才使它具有50J的动能。所以功的数量表示了物体有多少能量发生了转化。即功是能量转化的量度。二．重力势能（一）重力势能的定义1.物体和地球相互作用，物体凭借其高度而具有的能量。2.公式：。h为物体所处位置的竖直高度。3.影响

4、物体重力势能大小的因素：物体所处的高度物体所受的重力。（二）重力势能的特点1.重力势能是标量；2.重力势能是相对量，因为高度具有相对性，所选的零势能面不同高度往往不同，重力势能也就不同。如图所示，研究质量为0.1kg的物体在A点的重力势能，由于所选的零势能面不同，所以导致物体的重力势能不同。计算时，一般取地面作为零势能面，也可以根据问题灵活地选取零势能面。4.重力势能单位是J。1N•m＝1J（二）重力做功和重力势能的变化1.物体由高的位置到达低的位置，重力做正功，重力势能减小。2.物体由低的位置到达高的位置，重力做负功，重

5、力势能增大。3．公式：（三）重力做功的特点：1.重力做功与路径无关，只与始、末位置的高度差有关。　　2.重力做功的大小WG=mgh，h为始、末位置的高度差，若物体从高处下降，重力做正功(消耗重力势能，重力势能减小)；反之，物体克服重力做功，重力做负功(储存重力势能，重力势能增加)。　3.重力做功可以量度重力势能的变化：W=－△Ep第二步：课堂练习1.下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是（　）A．如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力

6、一定为零C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零2.关于做功和物体动能变化的关系，不正确的是（　）A．只要动力对物体做功，物体的动能就增加B．只要物体克服阻力做功，它的动能就减少C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化3.在h高处，以初速度v0向水平方向抛出一个小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（　）A．　　　　　　B．C．　　　　　　D．4.如图所示，斜面倾角为α，长为L，AB段光滑，BC段粗糙，且BC＝2AB

7、。质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑，到达C端时速度刚好减小到零。求物体和斜面BC段间的动摩擦因数μ。5.利用超导材料和科学技术可以实现磁悬浮，若磁悬浮列车的质量为20t，因磁场间的相互作用而浮起的高度为100mm，则该过程中磁悬浮列车增加的重力势能为：（）A、20JB、200JC、2.0×104JD、2.0×107J6.下图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。请从提高能量利用效率的角度分析这种设计的优点。。