2019高中物理第四章机械能和能源第3-4节势能；动能动能定理1势能和动能学案2

势能和动能

一、考点突破： 知识点 考纲要求 1. 理解动能和势能的概念； 势能和动能 2. 掌握动能和势能的计算； 3. 理解功是能量转换的量度。

二、重难点提示：

重点：动能和势能的计算。 难点：动能和势能的影响因素。

一、动能、势能的比较： 项目 类别 定义 表达式 影响因素 性质 单位 变化量 的量度 正负

二、机械能：

动能和势能统称为机械能。

合力功 正 动能 重力势能 物体由于被举高而具有的能 弹性势能 弹簧由于形变而具有的能 题型 说明 属于高频考点，是最基本的能量选择题、形式，高考中通常结合动能定理、计算题 功能关系、机械能守恒、能量守恒进行考查。 物体由于运动而具有的能 Ek?12mv 2Ep?mgh 质量、高度 系统具有 焦耳（J） 重力功 可正、可负、可为零 E1?12kx 2质量、速度 标量、相对性、状态量 劲度系数、形变量 系统具有 标量、相对性、状态量 标量、状态量 弹力功 正 1

动能 1.

机械能势能重力势能

2. 能量的单位：焦耳，简称焦，符号是J。 【重要提示】所有能量的单位都是焦耳，所有能量都是状态量。

3. 功和能的关系：功是能量转化的量度。

（1）能：状态量，能量的大小代表做功本领的强弱；

（2）功：过程量，代表能量从一种形式转化为另一种形式的多少；

（3）物体对外做功多少，自身能量就减少多少，外界对物体做功多少，自身能量就增加多少。

注意：我们所关注的不是物体具有多少能量，而是物体的能量转化了多少。不同形式的能量转化对应着不同力做的功。

例题1 一质量为m的物体由静止开始下落，由于受空气阻力影响，物体下落的加速度

4g，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（ ） 54A. 物体的动能增加了mgh

54B. 物体的机械能减少了mgh

54C. 物体克服阻力所做的功为mgh

54D. 物体的重力势能减少了mgh

5mg?f4思路分析：根据牛顿第二定律a??g，根据运动学公式，下落h高度的速

m5142度为v?2ah，所以Ek?mv?mgh，故A选项正确；重力势能减少了?EP?mgh，

2511故机械能减少量?E?mgh，故B选项错；同时可知阻力f?mg，所以阻力做负功，

551也就是克服阻力做功为Wf?fh?mgh，故C选项错，由上面分析知，物体重力势能减少

5量等于重力做的功即mgh，D选项错。

为

答案：A

2

弹性势能

例题2 某人用100N的力将一质量为50g的小球以10m/s的速度从某一高处竖直向下抛出，经1s小球刚好落地，不考虑空气阻力，选地面为零势能点，g＝10m/s。求：

（1）小球刚抛出时的动能和势能各多大？ （2）小球着地时的动能和势能各多大？ 思路分析：（1）小球下落的高度：h?v0t?2

12gt?15m， 2则刚抛出时小球的势能：Ep?mgh?7.5J，

12mv?2.5J； 2（2）小球着地时的势能：Ep?0，

2小球的动能：Ek?1此时小球的速度：v2?v0?gt?20m/s， 则动能：Ek2?能分别为10J，0

例题3 关于动能，下列说法中正确的是（ ）

A. 动能是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是物体都有动能 B. 质量减半，速度增大到原来的2倍，则物体的动能不变

C. 一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化 D. 动能不变的物体，一定处于平衡状态

思路分析：动能就是物体由于运动而具有的能量，是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能，所以A选项错误；质量减半，速度增大到原来的2倍，依据公式Ek?1mv22?10J。 2答案：（1）小球刚抛出时的动能和势能各为2.5J，7.5J （2）小球着地时的动能和势

12mv，则物体的动能增大到原来的2倍，故B选项错误；对于一定质量的物体，2动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化，如只是速度的方向发生变化时，物体的动能就是不变的，故C选项正确；动能不变的物体，可以是物体速度的大小不变，但速度的方向可以变化，比如匀速圆周运动，故D选项错误。

答案：C

【方法提炼】功是能量转化的量度，WG??Ep减；W弹??Ep减。

注意：在物理学上定义：增量等于末态减初态；减少量等于初态减末态。

满分训练：起重机将质量为m的货物竖直匀加速吊起，加速度为a。当把货物提升h高度时，货物的重力势能增量ΔEp及起重机对货物所做的功W分别为（ ）

A. ΔEp＝mgh B. ΔEp＝mah C. W＝m（g－a）h D. W＝m（g＋a）h 思路分析：重力势能增量等于克服重力做功为mgh，所以A正确，B错误；根据牛顿第二定律可求起重机对货物的作用力F－mg＝ma，所以W＝m（g＋a）h，故C错误，D正确。 答案：AD

3

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