1、動能 勢能 動能定理胡云峰教學目標：理解功和能的概念，掌握動能定理，會熟練地運用動能定理解答有關問題教學重點：動能定理教學難點：動能定理的應用教學方法：講練結合，計算機輔助教學教學過程：一、動能1定義：物體由于運動而具有的能，叫動能。其表達式為：。2對動能的理解（1）動能是一個狀態量，它與物體的運動狀態對應動能是標量它只有大小，沒有方向，而且物體的動能總是大于等于零，不會出現負值（2）動能是相對的，它與參照物的選取密切相關如行駛中的汽車上的物品，對汽車上的乘客，物品動能是零；但對路邊的行人，物品的動能就不為零。3動能與動量的比較（1）動能和動量都是由質量和速度共同決定的物理量， 或 （2）動能

2、和動量都是用于描述物體機械運動的狀態量。（3）動能是標量，動量是矢量。物體的動能變化，則其動量一定變化；物體的動量變化，則其動量不一定變化。（4）動能決定了物體克服一定的阻力能運動多么遠；動量則決定著物體克服一定的阻力能運動多長時間。動能的變化決定于合外力對物體做多少功，動量的變化決定于合外力對物體施加的沖量。（5）動能是從能量觀點出發描述機械運動的，動量是從機械運動本身出發描述機械運動狀態的。二、重力勢能1定義：物體和地球由相對位置決定的能叫重力勢能，是物體和地球共有的。表達式：，與零勢能面的選取有關。2對重力勢能的理解（1）重力勢能是物體和地球這一系統共同所有，單獨一個物體談不上具有勢能即

3、：如果沒有地球，物體談不上有重力勢能平時說物體具有多少重力勢能，是一種習慣上的簡稱重力勢能是相對的，它隨參考點的選擇不同而不同，要說明物體具有多少重力勢能，首先要指明參考點(即零點)（2）重力勢能是標量，它沒有方向但是重力勢能有正、負此處正、負不是表示方向，而是表示比零點的能量狀態高還是低勢能大于零表示比零點的能量狀態高，勢能小于零表示比零點的能量狀態低零點的選擇不同雖對勢能值表述不同，但對物理過程沒有影響即勢能是相對的，勢能的變化是絕對的，勢能的變化與零點的選擇無關（3）重力做功與重力勢能重力做正功，物體高度下降，重力勢能降低；重力做負功，物體高度上升，重力勢能升高可以證明，重力做功與路徑無

4、關，由物體所受的重力和物體初、末位置所在水平面的高度差決定，即：WG=mgh所以重力做的功等于重力勢能增量的負值，即WG= -Ep= -（mgh2-mgh1）三、動能定理1動能定理的表述合外力做的功等于物體動能的變化。（這里的合外力指物體受到的所有外力的合力，包括重力）。表達式為W=EK動能定理也可以表述為：外力對物體做的總功等于物體動能的變化。實際應用時，后一種表述比較好操作。不必求合力，特別是在全過程的各個階段受力有變化的情況下，只要把各個力在各個階段所做的功都按照代數和加起來，就可以得到總功。和動量定理一樣，動能定理也建立起過程量（功）和狀態量（動能）間的聯系。這樣，無論求合外力做的功還

5、是求物體動能的變化，就都有了兩個可供選擇的途徑。和動量定理不同的是：功和動能都是標量，動能定理表達式是一個標量式，不能在某一個方向上應用動能定理。2對外力做功與動能變化關系的理解：外力對物體做正功，物體的動能增加，這一外力有助于物體的運動，是動力；外力對物體做負功，物體的動能減少，這一外力是阻礙物體的運動，是阻力，外力對物體做負功往往又稱物體克服阻力做功 功是能量轉化的量度，外力對物體做了多少功；就有多少動能與其它形式的能發生了轉化所以外力對物體所做的功就等于物體動能的變化量即 3應用動能定理解題的步驟（1）確定研究對象和研究過程。和動量定理不同，動能定理的研究對象只能是單個物體，如果是系統，

6、那么系統內的物體間不能有相對運動。（原因是：系統內所有內力的總沖量一定是零，而系統內所有內力做的總功不一定是零）。（2）對研究對象進行受力分析。（研究對象以外的物體施于研究對象的力都要分析，含重力）。（3）寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個力做的功（注意功的正負）。如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個階段做的功。（4）寫出物體的初、末動能。（5）按照動能定理列式求解。四、動能定理的綜合應用動能定理可以由牛頓定律推導出來，原則上講用動能定律能解決物理問題都可以利用牛頓定律解決，但在處理動力學問題中，若用牛頓第二定律和運動學公式來解，則要分階段考慮，且必須分別求每個階段中的加速度和末速度，計算較繁瑣。但是，我們用動能定理來解就比較簡捷。我們通過下面的例子再來體會一下用動能定理解決某些動力學問題的優越性。1應用動能定理巧