高一物理势能、动能、动能定理

学案14：势能、动能、动能定理

［考点诠解］ 考点1：重力势能

（1）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，重力功的公式为WG=mgh2-mgh1 。

（2）物体由于被举高而具有的能叫做物体的重力势能，常用EP表示，表达式EP=mgh，是标量。 （3）重力势能具有相对性，选择不同 ，物体的重力势能的数值是不同

的，但重力势能的差值是 。

（4）重力做正功时，重力势能 ，克服重力做功时，重力势能 ，

重力做功与重力势能变化的关系是 。重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力，所以重力势能是地球与物体所组成的物体“系统”所共有的。 考点2：弹性势能

（1）弹性势能的大小与 和 有关。 （2）弹力做功与弹性势能变化的关系是W＝△Ｅp。 考点3：动能 动能定理

（1）在探究功与速度变化的关系实验中，为什么要平衡摩擦力？怎样平衡摩擦力？ （2）通过探究实验得到力对物体做的功与物体获得的速度的关系是 , （3）一个物体具有的动能与物体的 和 两个因素有关， 和

越大，动能就越大。

（4）动能定理的表达式为 ，其中W应该为 。 （5）利用动能定理解题的基本步骤是什么？ ①确定研究对象，米昂却它的运动过程。

②分析物体在运动过程中的受力情况，明确各力是否做功，是正功还是负功。 ③明确起始状态和终了状态的动能（可分段，也可对整个运动过程）

④用Ｗ＝△Ｅk＝

11２２

mv２－mv１列方程求解。 22［过关测评］

一、单项选择题：每题仅有一个正确答案，将其代号填入题后的括号中。

1．关于重力势能的说法中正确的是 ( ) Ａ．重力势能的大小只有重力决定 Ｂ．重力势能恒大于零

Ｃ．在地面上的物体重力势能一定等于零 Ｄ．重力势能实际上物体和地球共有的

2．在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v0分别上抛、平抛、下抛，那么以下说法正确的是

A、从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等 B、从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等 C、三个球落地时，重力的瞬时功率相同

D、如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力势能变化不相等

3．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为

A. -mgh B. mgH （ ）

C. mg(H+h) D. mg(H-h)

4．物体在运动过程中，重力势能增加了４０Ｊ，则 （ ）

A.重力做功为４０Ｊ B.合外力做功４０Ｊ C.重力做功－４０Ｊ D.合外力做功－４０Ｊ

5．关于“探究功与物体速度变化的关系”实验，下列叙述正确的是 （ ） A、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体值 B、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C、放小车的长木板应该尽量使其水平

D、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出

6．在探究功与速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到的一条纸带。纸带上的点两端较密，中间较疏，出现这种情况的原因可能是 （ ） A、电源的频率不稳定

···· · · · · · · · · ······· B、木板倾斜程度太大

C、没有进行平衡摩擦力 D、小车受到的阻力较小

7．质量一定的物体，则 （ ） A、速度发生变化时，其动能一定变化 B、速度发生变化时，其动能不一定变化 C、速度不变时，其动能可能不变 D、动能不变时，其速度一定不变

8．放在光滑水平面上的某物体,在水平力恒力F的作用下,由静止开始运动,在其速度由零增加到v和由v增加到2v的两个阶段中,F对物体所做的功之比为 （ ） A、1：1 B、1：2 C、1：3 D、1：4

9．关于功和物体动能变化的关系，不正确的说法是 ( )

A.有力对物体做功，物体的动能就会变化 B.合力不做功，物体的动能就不变 C.合力做正功，物体的动能就增加

D.所有外力做功代数和为负值，物体的动能就减少

10．甲、乙、丙三个物体具有相同的动能，甲的质量最大，丙的质量最小，要使它们通过相

同的距离后停止运动，则分别作用在三个物体上的合力 （ ） A、甲的最大 B、丙的最大 C、等大 D、无法确定

11．物体A和B质量相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙水平面上，开始时都处于静止

状态，在同的水平力F作用下移动相同的位移，则 ( )

A.力F对A做功较多，A的动能较大 B.力F对B做功较多，B的动能较大

o C.力F对A和B做功相同，A和B的动能相同

θ D.力F对A和B做功相同，但A的动能较大

12．一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平 F 衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为（ ） P Q A、mgLcosθ B、FLsinθ C、mgL(1-cosθ) D、FLθ

13．一个质量为m的物体从倾角为θ的斜面顶端开始恰能匀速下滑，已知斜面高为h、长为L，

当物体从斜面顶端滑至底端过程中，下列各种说法正确的是：

A、重力对物体做功为mgh B、弹力对物体做功为mgLcosθ C、物体克服阻力做功为mghsinθ D、合力对物体做功为mgh

2

14．一个质量为1Kg的物体，被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度是2m/s，g=10m/s，

则下列说法中正确的是： （ ） A、手提物体做功12J B、合外力对物体做功12J

C、合外力对物体做功10J D、物体重力势能增加2J

15．一个质量为2Kg的物体，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在物体上作用一向右的水平力，经过一段时间，物体的速度方向变为向右，大小为4m/s，则在这段时间里水平力做的功为：

A、0 B、8J C、16J D、32J ( ) 二、填空题：把答案填在题中的横线上。

16．在地面附近一个质量为5kg的物体，从零势面以上8m处下落到零势面以下2m处的过程

2

中,重力势能的最大值是________J，重力做功是________J.(g=10m／s)

17．在距地面12m高处以12m/s的速度抛出一个质量为2kg的物体，物体落到地面时的速度

是19m/s，那么人在抛物的过程中对物体做的功是__ __ J，物体下落过程中克服阻力做的功是___ _ J．

18．一根均匀的铁链AB，质量为4kg，长为1m，盘在地面上，用恒力F=50N的力提A，到B

2

刚好离开地面，则人所做的功为_______，铁链的速度为________.(g取10m／s) 三、计算或论述题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

19．质量为m的物体（视为质点）放在水平地面上，物体上要装着一根长为l0，劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧的上端P缓慢上提，如图5-5-1所示，直到物体离开地面一段距离。已知在这一过程中，P点的位移是h，则物体重力势能的增加量是多少？弹簧的弹性势能增加量为多大？

20．如图是本实验的装置示意图。（1）长木板的倾斜程度如何调试？（2）小车前上方的钩子在制作造型上有何要求？

P

21．如图所示，质量为m的钢珠从高出地面h处由静止自由下落，落到地面进入沙坑h/10停止，则

（1）钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？

（2）若让钢珠进入沙坑h/8，则钢珠在h处的动能应为多少？设钢珠在沙坑中所受 平均阻力大小不随深度改变。

22．一个质量为m的物体，从倾角为θ，高为h的斜面上端A点，由静止开始下滑，到B点时的速度为v，然后又在水平面上滑行s位移后停止在C点，物体从A点开始下滑到B点的过程中克服摩擦力所做的功为多少?物体与水平面间的动摩擦因数为多大?

h h/10

学案14：势能、动能、动能定理（答案）

［考点诠解］ 考点1：重力势能

（3）参考平面；绝对的

（4）减小；增加；WG＝△Ｅp 考点2：弹性势能

（1）劲度系数；形变量 考点3：动能 动能定理 （1）略

2

（2）W? v

（3）质量；速度的大小；质量；速度的大小； （4）Ｗ＝△Ｅk；合力的功 ［过关测评］

1、D 2、A 3、A 4、C 5、D 6、C 7、B 8、C 9、A 10、 C 11、D 12、C 13、A 14、A 15、A 16．400J、500J 17．144、23 18．50J、15

19．分析与解答：

设弹簧的伸长量为l，则kl=mg┄┄①

有几何关系l0+l+H=h+ l0┄┄②

物体的重力势能增加量为ΔEP=mgH┄┄③ 弹簧的弹性势能增加量为ΔEP=kl/2┄┄④

整理得重力势能增加量为ΔEP=mg(h -mg/k)；弹性势能增加量为ΔEP=mg/2k 20．分析与解答：

（1）木板的倾斜程度应调节到轻推小车（拖着纸带），则小车恰能在木板上匀速下滑。 （2）小车前上方的钩子是用于套橡皮筋的，制作造型上要求在橡皮筋松弛时，很容易从钩子上脱落下来。

21．分析与解答：

（1）取钢珠为研究对象，对它的整个运动过程，由动能定理得W=WF+WG=△EK =0。取钢珠停止处所在水平面为重力势能的零参考平面，则重力的功WG=Ff h， 代入得

22

2

111mgh，阻力的功WF=? 1010111mgh?Ff h=0，故有Ff /mg=11。即所求倍数为11。 1010（2）设钢珠在h处的动能为EK，则对钢珠的整个运动过程，由动能定理得W=WF+WG=

△EK =0，进一步展开为9mgh/8—Ff h/8= —EK，得EK=mgh/4。 22．分析与解答：

本题中物体的运动经历了两个过程，即从斜面上端A点由静止开始下滑到B点和从B点沿水平面上滑行s位移后停止在C点；在第一个过程中存在重力和摩擦力做功由动能定理可得：mgh-Wf=

12 mv2

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