动能势能动能定理

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1、考点1动能势能学案2动能势能动能定理一、对动能的理解1.动能是一个状态量，它与物体的运动状态对应。动能是标量，它只有大小，没有方向，而且物体的动能总是大于等于零，不会出现负值。2.动能是相对的，它与参考系的选取密切相关。(一般选择大地为参考系)二、对势能的理解1.重力势能是物体和地球所共有的(单独一个物体谈不上具有势能)，但通常说成物体的重力势能。2.重力势能是相对的，它随参考点(即零势能点)的不同而不同。但重力势能的变化是绝对的，势能的变化与零势能点的选择无关。3.重力势能是标量。正、负号不表示方向，只表示比零势能点的能量高还是低。零势能点的选择不同，虽会使势能

2、值表述不同，但对物理过程没有影响。4.重力做功与重力势能的关系：重力做正功，物体高度下降，重力势能减小；重力做负功，物体高度上升，重力势能增大。可以证明，重力做功与路径无关，由物体所受的重力和物体初、末位置所在水平面的高度差决定，即：WG=mgh。所以重力做的功等于重力势能增量的负值，即：WG=-Ep=-(mgh2-mgh1)。5.弹性势能的大小：弹性势能的大小与形变量及材料本身有关，弹簧的形变量越大、劲度系数越大，弹簧的弹性势能越大，Ep=(1/2)kx2。(该公式不要求计算应用)典例一重力势能的计算【例1】沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓解用

3、电高峰电力紧张方面，取得了良好的社会效益和经济效益。抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。如图，蓄水池(上游水库)可视为长方体，有效总库容量(可用于发电)为V，蓄水后水位高出下游水面H，发电过程中上游水库水位最大落差为d。统计资料表明，该电站年抽水用电为2.4×108kW·h，年发电量为1.8×108kW·h。则下列计算结果正确的是(水的密度为，重力加速度为g，涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)()A.能用于发电的水的最大重力势能Ep=VgHB.能用于发电的水的

4、最大重力势能Ep=Vg(H-d/2)C.电站的总效率达75％D.该电站的平均每天所发的电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105kW计)约10h【解析】根据题意，电站的总效率=1.8×108kW·h/(2.4×108kW·h)×100%=75%，故C正确；该水电站能用于发电的水的重力势能为水库中的水的重力mg与其“重心”(即在水面下d/2处)下降高度的乘积即Ep=mg(H-d/2)＝Vg(H-d/2)，故A错，B对；由于年发电量为1.8×108kW·h，故每天发电量为1.8×108kW·h/365=4.93×105kW·h，可见能供约5h，故D错。找出上游

5、水库中水的“重心”，利用等效的方法求重力势能是解题的关键。【答案】BC1面积很大的水池，水深为H，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a，密度为水的1/2，质量为m。开始时，木块静止，如图所示，现用力F将木块缓慢地压到水池底，不计摩擦，求：(1)木块从刚好完全没入水中到停止在池底的过程中，池水势能的改变量；(2)从开始到木块刚好完全没入水中的过程中，力F所做的功。【答案】(1)2mg(H-a)(2)(1/4)mga考点2动能定理一、对动能定理的理解1.动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看作单一物体的物体系统。2.W表示所研究过程物体受的合外力做的功，也可以是物体

6、的所有外力做功的代数和。3.既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，又适用于曲线运动。4.在应用动能定理解决问题时，动能定理中的位移、速度各物理量都要选取同一个惯性参考系，一般都选地面为参考系。5.恒力作用下的物体运动问题，凡不涉及加速度和时间及其运动过程的具体细节，可优先运用动能定理求解。6.变力做功过程和某些曲线运动问题，用牛顿第二定律结合运动学公式往往难以求解，但用动能定理则迎刃而解。7.过程复杂又不需研究中间状态时，可以把多个过程看作一个全过程进行研究，应用动能定理更方便。二、动能定理的应用1.用动能定理解题的步骤(1)选取研究对象，明确分析

7、运动过程。(2)分析受力及各力做功的情况，求出总功；也可由动能的变化求总功。(3)明确过程始、末状态的动能Ek1及Ek2。(4)列方程W=Ek2-Ek1，必要时注意分析题目潜在的条件，列辅助方程进行求解。2.应用动能定理要注意的几个问题(1)正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括重力。(2)要弄清各力做功情况，计算时应把已知功的正、负代入动能定理表达式。(3)有些力在物体运动全过程中不是始终存在，导致物体的运动包括几个物理过程，物体运动状态、受力情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待。3.应用动能定理解题的优越性应用动能定理解题时，

8、在分析过程