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[高一理化生]高一物理必修二预科学生版1234.doc

[高一理化生]高一物理必修二预科学生版1234

ye丽y
2017-10-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《[高一理化生]高一物理必修二预科学生版1234doc》,可适用于高中教育领域

高一理化生高一物理必修二预科学生版第五章曲线运动第一讲曲线运动一教学内容:曲线运动二知识要点(一)曲线运动曲线运动定义:轨迹是曲线的运动。曲线运动的速度方向和性质:做曲线运动的物体其速度方向时刻在改变速度是矢量故曲线运动一定是变速运动做曲线运动的物体在某一点的瞬时速度方向在曲线的这一点的切线上。物体做直线运动条件:物体所受合外力为零或所受合外力方向和物体运动方向在同一直线上。物体作曲线运动条件:加速度方向与速度方向不在一条直线上且加速度方向指向曲线的凹侧。当物体做曲线运动时它所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上那么合外力可分解为垂直速度方向和沿速度方向的两个分力垂直速度方向的分力起到改变速度方向的作用沿速度方向的分力将改变速度的大小若该分力与速度方向相同物体速度将增大若该分力与速度方向相反速度将减小若该分力为零则物体将做匀速圆周运动。(二)运动的合成和分解有关运动的合成和分解的几个概念:(结合课本实验红蜡块的运动引入)如果某物体同时参与几个运动那么这物体实际运动就叫做那几个运动的合运动那几个运动叫做这个实际运动的分运动。已知分运动情况求合运动情况叫运动的合成已知合运动情况求分运动情况叫运动的分解。合运动的位移叫做合位移分运动的位移叫分位移。合运动在一段时间内的平均速度叫合速度分运动在该同一段时间内的平均速度叫分速度。运动的合成及分解规则:平行四边形定则。()合运动一定是物体的实际运动。()分运动之间是相互不相干的。()合运动和各分运动具有等时性。()合运动和分运动的位移、速度、加速度都遵守平行四边形定则。()特例:初速为的匀加速直线运动可看成是同方向的一个匀速运动和另一个初速为零的匀加速直线运动的合运动竖直上抛运动可看成是一个竖直向上的匀速直线运动和另一个自由落体运动的合运动两个匀速直线运动合成后一定是匀速直线运动不在同一直线上的一个匀速直线运动和一个变速直线运动合成后运动轨迹是曲线(合运动的加速度方向和合运动速度方向不在同一直线上)。两个直线运动的合成:两个匀速直线运动合成的运动是匀速直线运动。两个匀变速直线运动的合运动当它们的初速度的合速度方向和加速度的合加速度的方向在一条直线上时合运动是匀变速直线运动否则将是匀变速曲线运动。一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动当它们的初速度方向和与加速度方向在一条直线上时合运动是匀变速直线运动反之当它们的初速度方s)力加速度g拓展:在应用万有引力定律解决有关地面上物体和地球的问题时通常可以将重力和万有引力相替代。五,能力训练,(对于万有引力定律的表述式下面说法中正确的是()A(公式中G为引力常量它是由实验测得的而不是人为规定的B(当r趋近于零时万有引力趋于无穷大C(m与m受到的引力大小总是相等的方向相反是一对平衡力D(m与m受到的引力总是大小相等的而与m、m是否相等无关(下列关于陨石坠向地球的解释中正确的是()A(陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力B(陨石对地球的吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等但陨石的质量小加速度大所以改变运动方向落向地面C(太阳不再吸引陨石所以陨石落向地球D(陨石受到其它星球的斥力而落向地球(设地球表面物体的重力加速度为g某卫星在距离地心R(R是地球的半径)的轨道上绕地球运行则卫星的加速度为()A(gB(gC(gD(g(地球质量大约是月球质量的倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时月球和地球对它的引力大小相等该位置到月球中心和地球中心的距离之比为()A(:B(:C(:D(:(设想把一质量为m的物体放在地球的中心这时它受到地球对它的万有引力是()A(B(mg(g=ms)C(D(无法确定(宇宙间的一切物体都是互相极引的两个物体间的引力大小跟它们的成正比跟它们的成反比这就是万有引力定律(万有引力恒量G,×(第一个比较精确测定这个恒量的是英国物理学家((月球的质量约为×kg,绕地球运行的轨道半径是×km,运行的周期是天则月球受到地球所施的向心力的大小是((地球是一个不规则的椭球它的极半径为km赤道半径为km已知地球质量M=×kg。不考虑地球自转的影响则在赤道、极地用弹簧秤测量一个质量为kg的物体示数分别为多少,(某星球的质量约为地球质量的倍半径约为地球的一半。若从地球上高h处平抛一物体射程为m则在该星球上从同样的高度以同样的初速度平抛该物体其射程为多少,(某行星自转一周所需时间为地球上的小时。若该行星能看作球体它的平均密度为×kgm。已知万有引力恒量G=×N•mkg在N。则在该行星赤道上称得物重是这行星上两极时测得一个物体的重力是多少,第四讲:万有引力理论的成就一教学内容:万有引力定律的理论成就二知识要点:知道万有引力应用的理论意义知道万有引力定律在天体运动、人类探索太空的中的重要意义及其成就。三重难点解析:、物体在赤道上失重的四个重要规律地球在不停地自转除两极之外地球上的物体由于绕地轴做匀速圆周运动都处于失重状态且赤道上的物体失重最多设地球为匀质球体半径为R表面的引力加速度为gg并不随地球自转变化。()物体在赤道上的视重等于地球的引力与物体随同地球自转所需的向心力之差。F=mgmωR<mg。N()物体在赤道上的失重等于物体绕地轴转动所需的向心力。F=F一F=mgF=mωR。NNN()物体在赤道上完全失重的条件设想地球自转角速度加快使赤道上的物体刚好处于完全失重状态即F=有NF=mgmR则mg=ma=mR==mN所以完全失重的临界条件为a=g=m,sω=rad,sv==km,sT=s=min上述结果恰好是近地面人造地球卫星的向心加速度、角速度、线速度和周期。()地球不因自转而瓦解的最小密度地球以T=h的周期自转不发生瓦解的条件是赤道上的物体受到的万有引力大于或者等于该物体做圆周运动所需要的向心力。即ρ=kgm即最小密度为ρ=kgm。地球平均密度的公认值为ρ=kgmmin,,ρ足以保证地球处于稳定状态。min重力加速度的基本计算方法()在地球表面附近的重力加速度g方法一:根据万有引力定律有mg=g=G=ms式中M=×kgR=×m方法二:利用与地球平均密度的关系得g=G==GπρR()在地球上空距离地心r=Rh处的重力加速度为g根据万有引力定律得=G==则=g。()在质量为半径为的任意天体表面上的重力加速度为根据万有引力定律有则=g=G=上述中M均为地球的质量g均为地球表面的重力加速度。天体质量计算的几种方法万有引力定律从动力学角度解决了天体运动问题。天体运动遵循与地面上物体相同的动力学规律。行星(或卫星)的运动可视为匀速圆周运动由恒星对其行星(或行星对其卫星)的万有引力提供向心力。应用万有引力定律不仅可以计算太阳的质量还可以计算其他天体的质量。下面以地球质量的计算为例介绍几种计算天体质量的方法:()若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T半径为r根据万有引力等于向心力即=mr可求得地球质量M=月地()若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力根据牛顿第二定律得=解得地球的质量为M=()若已知月球运行的线速度v和运行周期T由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力根据牛顿第二定律得==以上两式消去r解得M=地()若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g根据物体的重力近似等于地球对物体的引力得mg=解得地球质量为M=地天体密度的计算()利用天体表面的重力加速度来求天体的自身密度。由mg=得M=ρ=其中g为天体表面重力加速度R为天体半径。()利用天体的卫星来求天体的密度。设卫星绕天体运动的轨道半径为r周期为T天体半径为R则可列出方程:=mrM=得ρ===当天体的卫星环绕天体表面运动时其轨道半径r等于天体半径尺则天体密度为ρ=解决天体运动问题的基本思路对一个天体的物理特性进行测量的方法主要有两种:直接测量和间接测量。而直接测量往往非常困难无法测出结果所以间接测量就成为一种非常有用的方法但间接测量需要科学的方法和科学理论作为依据。如测量物体运动的加速度可根据牛顿第二定律测出物体受的力和物体的质量求出加速度a=也可根据物体的运动规律测出物体的位移和运动时间求加速度等。所以对物体的某一特性进行测量时选择恰当的理论和方法非常重要。为了解决“称量”天体的质量等问题可找出与质量相关的物理现象运用科学的理论进行分析、论证。万有引力定律就是“一台”称量天体质量的最好“天平”。()将行星绕恒星的运动、卫星绕行星的运动都看作匀速圆周运动所需向心力是由万有引力提供的。根据圆周运动的知识和牛顿第二定律列式求解有关天体运动的一些物理量有如下关系=ma=m=mrω=mωv=mr。向若已知环绕中心天体运动的行星(或卫星)绕恒星(或行星)做匀速圆周运动的周期为半径为r根据万有引力提供向心力可知:=mr得恒星或行星的质量M=。此种方法只能求解中心天体的质量而不能求出做圆周运动的行星或卫星的质量。()若已知星球表面的重力加速度g’和星球半径忽略自转的影响则星球对物体的万有引力等于物体的重力有=mg’所以M=。其中=是在有关计算中常用到的一个替换关系被称为黄金替换。四,范例精析,例:地球和月球的中心距离大约是r=×m试估算地球的质量(估算结果要求保留一位有效数字(拓展:本题主要是依据课本计算太阳质量的思路和方法进行计算从中体会解题思路和方法(由于有关天体的数据计算比较复杂要注意细心、准确提高自己的估算能力(例:已知地球半径R约为×m地球质量M约为×kg近地人造地球卫星的周期T近约为min估算月球到地心的距离(拓展:本题方法一和方法二仍然依据“将天体运动看成圆周运动天体和中心天体间得万有引力提供向心力”的思路解题。方法一利用地球质量和引力常量方法二运用地球表面物体的重力近似等于引力作了替换。这种方法常常会被采用。方法三则运用开普勒第三定律解决勒问题。学习中要开阔思路多练习从不同角度去思考问题。例:两个星球组成双星它们在相互之间的万有引力作用下绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心距离为R其运动周期为T求两星的总质量。拓展:对于这种问题不仅要明确万有引力提供向心力还要注意到天体运动的特点和空间位置分布特别要注意万有引力中的距离L和两星做圆周运动的半径L、L之间的区别。另外要明确两星运动之间的联系即向心力、周期相同。五,能力训练,(人造地球卫星A和B它们的质量之比为mm=它们的轨道半AB径之比为则下面的结论中正确的是()(A(它们受到地球的引力之比为FF=ABB(它们的运行速度大小之比为vv=ABC(它们的运行周期之比为TT=ABD(它们的运行角速度之比为ωω=AB(离地面高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的则高度是地球半径的()A(倍B(倍C(倍D((,)倍(由于地球自转又由于地球的极半径较短而赤道半径较长使得在地球表面的同一物体受到的重力()A(在两极较大B(在赤道较大C(在两极跟在赤道一样大D(无法判断(为了计算地球的质量必须知道一些数据下列各组数据加上已知的万有引力常量为G可以计算地球质量的是()A(地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离RB(月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离RC(人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期TD(地球自转周期T和地球的平均密度ρ(一艘宇宙飞船在一个星球表面附近作圆形轨道环绕飞行宇航员要估测该星球的密度只需要()A(测定飞船的环绕半径B(测定行星的质量C(测定飞船的环绕周期D(测定飞船的环绕速度(在绕地球圆形轨道上运行的卫星里下列可能产生的现象是()A(在任何物体轻轻放手后就地停着不动不需要支承B(物体抛出后将在封闭卫星内壁碰撞而往返运动C(触动一下单摆的摆球它将绕悬点做匀速圆周运动D(摩擦力消失(对某行星的一颗卫星进行观测已知它运行的轨迹是半径为r的圆周周期为T(则该行星质量为若测得行星的半径为卫星轨道半径的则此行星表面重力加速度为((太阳对木星的引力是×N它们之间的距离是×m已知木星质量约为×kg求太阳的质量((已知太阳光照射到地球历时分秒试估算太阳质量(保留一位有效数字)(第五讲:宇宙航行一教学内容:宇宙航行二知识要点:了解人造卫星的有关知识。知道三个宇宙速度的含义会推导第一宇宙速度。三重难点解析:人造地球卫星卫星运动:人造地球卫星的运动可看作是匀速圆周运动其向心力为地球对它的万有引力其动力学方程为=ma=m向=mrω=mωv=mr。要学会熟练变换解决具体问题要认真分析各物理量间的对应关系分清不变量和变量讨论变量间的关系。三种宇宙速度()人造卫星的环绕速度即第一宇宙速度。对于近地人造卫星轨道半径近似等于地球半径R卫星在轨道处所受的万有引力F近似等于卫星在地面上所受的重力mg这样有重力mg提供向心力即mg=mv,R得v=把g=m,sR=km代入得v=km,s。要注意v=仅适用于近地卫星。可见kms的速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动具有的速度我们称为第一宇宙速度是人造卫星发射的最小速度。当kms>v>km,s时卫星绕地球旋转其轨道是椭圆地球位于一个焦点上。同时值得注意的是第一宇宙速度是环绕的最大速度。()第二宇宙速度(脱离速度)。v=kms是使物体挣脱地球引力束缚成为绕着太阳运行的人造行星或者飞到其它行星上去的最小发射速度。当km,s>vkm,s时卫星脱离地球束缚成为太阳系的一颗“小行星”。()第三宇宙速度(逃逸速度)。v=kms是使物体挣脱太阳引力束缚飞到其太阳系以外的宇宙空间去的最小发射速度。当vkm,s时卫星脱离太阳的引力束缚跑到太阳系以外的宇宙空间中去。()人造地球卫星的发射速度对于人造地球卫星由=m得v=这一速度是人造地球卫星在轨道上的运行速度其大小随轨道半径的增大而减小。但是由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功。所以将卫星发射到距离地球越远的轨道在地面所需的发射速度越大。人造卫星的运行速度、角速度、周期与半径的关系根据万有引力提供向心力。则有()由=m得v=即人造卫星的运行速度与轨道半径的平方根成反比所以半径越大(即卫星离地面越高)线速度越小。()由=mrω得ω=即ω故半径越大(即卫星离地面越高)角速度越小。()由==mr得T=即T所以半径越大(即卫星离地面越高)周期越长。发射人造地球卫星的最小周期约为分钟。人造卫星的发射速度和运行速度(环绕速度)()发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度并且一旦发射后就再也没有补充能量被发射物仅依靠自身的初动能克服地球引力做功上升一定高度。进入运动轨道(注意:发射速度不是应用多级运载火箭发射时被发射物离开地面发射装置的初速度)。要发射一颗人造卫星发射速度不能小于第一宇宙速度。因此第一宇宙速度又是最小的发射速度。卫星离地面越高卫星的发射速度越大。贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小就是其运行速度即第一宇宙速度。()运行速度是指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。根据v=可知。卫星越高半径越大卫星的运行速度(环绕速度)就越小。人造卫星的超重与失重()人造卫星在发射升空时有一段加速运动在返回地面时有一段减速运动。这两个过程加速度方向均向上因而都是超重状态。()人造卫星在沿圆轨道运行时由于万有引力提供向心力所以处于完全失重状态。在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生。因此在卫星上的仪器凡是制造原理与重力有关的均不能使用。同理与重力有关的实验也将无法进行。()重力加速度g=()向心加速度a=rω=rπ,T向()卫星绕地球运动的向心加速度和物体随地球自转的向心加速度的比较。卫星绕地球运动的向心力完全是由地球对卫星的万有引力提供的而放在地面上的物体随地球自转所需的向心力是由万有引力的一个分力提供的。两个向心力的数值相差很多如质量为kg的物体在赤道上随地球自转所需的向心力只有N而它所受地球引力约为N。卫星绕地球运动的向心加速度a=其中M为地球质量r为卫星向与地心间的距离物体随地球自转的向心加速度a=ωR=R其中T向为地球自转周期R为地球半径。卫星问题是物理知识在高科技中的综合应用题中经常涉及新的科技信息解决此类问题除掌握物理学基础知识外还要注意新的科技动态对学科知识融会贯通才能顺利解答黑洞问题“黑洞”是一种密度很大的天体具有极强的吸引力任何在它附近的物体以任何速度都不可能绕它做圆周运动而只能做向心运动即黑洞的逃逸速度比光速还要大。目前世界上研究黑洞理论在最前列的当属于美国学者霍金他被誉为“当代的保尔”因为他是一位身残志坚的科学家他几年前来华讲学我国曾掀起了一股“霍金热”。四【典型例题】例年月日我国成功地发射了“一箭双星”将“风云号”气象卫星和“实验号”科学实验卫星送入离地面km的轨道“风云号”可发送可见红外气象遥感信息为我国提供全球气象和空间环境监测资料。()这两颗卫星的运行速度为()Ckm,sDkm,sAkmsBkm,s()“风云号”卫星是()A第二代地球的同步卫星B气象卫星C科学实验卫星D第一代太阳的同步卫星五,能力训练,(航天飞机绕地球做匀速圆周运动时机上的物体处于失重状态是指这个物体()A(不受地球的吸引力B(受到地球吸引力和向心力平衡C(受到地球的引力提供了物体做圆周运动的向心力D(对支持它的物体的压力为零(关于宇宙速度下列说法正确的是()A(第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度B(第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C(第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度D(第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度(地球半径为R地面重力加速度为g地球自转周期为T地球同步卫星离地面的高度为h则地球同步卫星的线速度大小为()(当人造卫星绕地球做匀速圆周运动时其绕行速度()A(一定等于千米秒B(一定小于千米秒C(一定大于千米秒D(介于,千米秒(关于地球同步卫星下列说法中正确的是()A(它的速度小于kmsB(它的速度大于kmsC(它的周期是h且轨道平面与赤道平面重合D(每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的(人造地球卫星由于受大气阻力其轨道半径逐渐减小其相应的线速度和周期的变化情况是()A(速度减小周期增大B(速度减小周期减小C(速度增大周期增大D(速度增大周期减小(宇航员在一个半径为R的星球上以速度v竖直上抛一个物体经过t秒后物体落回原抛物点如果宇航员想把这个物体沿星球表面水平抛而使它不再落回星球则抛出速度至少应是()(已知近地卫星的速度为kms月球质量是地球质量的地球半径是月球半径的倍(则在月球上发射“近月卫星”的环绕速度是多少,(年月日点新华社授权向全世界宣布:年月日中国成功地发射了第一颗人造卫星卫星向全世界播送“东方红”乐曲(已知卫星绕地球一圈所用时间T=分钟地球半径R=km地球质量M=×kg(试估算这颗卫星的离地平均高度((某物体在地面上受到的重力为N将它放置在卫星中在卫星以加速度a=g随火箭向上加速上升的过程中物体与卫星中的支持物间的压力为N地球半径为R=×m取g=ms(求此时卫星离地球表面的距离((组成星球的物质是靠引力吸引在一起的这样的星球有一个最大的自转速率如果超过了该速率星球的万有引力将不足以维持赤道附近的物体做圆周运动(已知一个星球的质量为M半径为R假设该星球是均匀分布的求它的最小自转周期(第六讲:经典力学的局限性,要点导学,(以牛顿运动定律为基础的经典力学在万有引力定律建立后更趋完美。几乎能解释当时所能看到的从天体到地面上的物体的运动现象而且是那么地与实际相符合。于是经典力学就被人们广泛接受并被用到实际中去带来了许多新技术革命对人们的生产和生活带来了重大的影响。(经典力学的局限和任何理论一样经典力学也有它的局限性有它的适用范围。从低速到高速狭义相对论:当物体运动的速度比真空中的光速小得多时质量、时间和长度的变化很小可以忽略经典力学完全适用。但如果物体运动速度可以和光速相比较时质量、时间和长度的变化就很大经典力学就不再适用狭义相对论阐述了物体在以接近光速运动时所遵循的规律。从宏观到微观量子力学:物理学研究深入到微观世界发现微观粒子不但具有粒子的性质还能产生干涉、衍射现象。干涉和衍射是波所特有的性质。也就是说微观粒子具有波动性。这是牛顿经典力学无法解释的。正是在这种情形下量子力学应运而生量子力学能够很好地解释微观粒子的运动规律。从弱引力到强引力广义相对论:天文观测发现行星的轨道并不严格闭合它们的近日点在不断地旋进。这种现象称为行星的轨道旋进。这是用牛顿万有引力定律无法得到满意解释的。爱因斯坦创立了广义相对论根据广义相对论计算出的水星近日点的旋进与天文观测能很好地吻合,爱因斯坦创立的广义相对论是一种新的时空引力理论爱因斯坦还根据广义相对论预言了光线在经过大质量星体附近时会发生偏转这也是被天文观测所证实的。根据牛顿万有引力定律假定一个球形天体总质量不变并通过压缩减小它的半径天体表面上的引力将会增加。半径减小到原来的二分之一引力增大到原来的四倍。爱因斯坦引力理论表明这个力实际上增大得更快些。天体半径越小这种差别越大。根据牛顿的理论当天体被压缩成半径几乎为零的一个点时引力趋于无穷大。爱因斯坦的理论则不然引力趋于无穷大发生在半径接近一个“引力半径”的时候。这个引力半径的值由天体的质量决定例如太阳的引力半径为km地球的引力半径为m。因此只要天体的实际半径远大于它们的引力半径那么由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不大。但当天体的实际半径接近引力半径时这种差异将急剧增大。这就是说在强引力的情况下牛顿引力理论将不再适用。(经典力学适用于低速运动适用于宏观世界适用于弱引力情况。对于高速运动、微观世界、强引力情况经典力学与实际情况差异很大不再适用。所谓高速和低速是指与光速相比。这里说的低速是指远小于真空中光速的情况。所谓微观世界是指进入原子、电子、质子、中子等微观粒子的研究领域。所谓弱引力是指天体半径远大于它的“引力半径”的情况。值得指出的是相对论和量子力学的出现并不表示经典力学失去了意义事实上在低速、宏观和弱引力情况下经典力学与相对论和量子力学相差并不大经典力学完全适用。相对论和量子力学的出现说明人类对自然界的认识更加广泛和深入。相对论和量子力学的科学成就不是否定经典力学而是把它作为自己在一定条件下的特殊情形。拓展阅读(狭义相对论(specialrelativity)适用于惯性系从时间、空间等基本概念出发将力学和电磁学统一起来的物理理论。年由A爱因斯坦创建。这个理论在涉及高速运动现象时同经典物理理论显示出重要的区别。产生:到世纪末经典物理理论已经相当完善当时物理学界较为普遍地认为物理理论已大功告成剩下的不过是提高计算和测量的精度而已。然而某些涉及高速运动的物理现象显示了与经典理论的冲突而且整个经典物理理论显得很不和谐:电磁理论按照经典的伽利略变换不满足相对性原理表明存在绝对静止的参考系而探测绝对静止参考系的种种努力均告失败。似乎存在着经典力学无法说明的极限速度。电子的质量依赖于它的速度。在这种形势下有见地的物理学家预感到物理学中正孕育着一场深刻的革命。爱因斯坦立足于物理概念要以观察到的事实为依据而不能以先验的概念强加于客观事实他考察了一些普遍的物理事实和经典物理学中如运动、时间、空间等基本概念看出以下两点具有根本的重要性并把它们作为建立新理论的基本原理:狭义相对性原理不仅力学实验而且电磁学实验也无法确定自身惯性系的运动状态也就是说在一切惯性系中的物理定律都具有相同的形式。光速不变原理真空中的光速对不同惯性系的观察者来说都是c。承认这两条原理牛顿的绝对时间、绝对空间观念必须修改异地同时概念只具有相对意义。在此基础上爱因斯坦建立了狭义相对论。主要内容:洛伦兹变换:在狭义相对论中洛伦兹变换是最基本的关系式狭义相对论的运动学结论和时空性质如同时性的相对性、长度收缩、时间延缓、速度变换公式、相对论多普勒效应等都可以从洛伦兹变换中直接得出。质速关系:狭义相对论预言与经典力学不同物体的质量不再是与其运动状态无关的量它依赖于物体的运动速度。运动物体速度为v时的质量为式中m为物体的静质量当物体的速度趋于光速时物体的质量趋于无穷大。关于狭义相对论中的质量还存在另一种观点认为只有一种不变的质量即物体的静质量无法明确定义运动质量。两种观点对于狭义相对论的基本看法上没有分歧只是对质量概念的引入上存在分歧。后一种观点在概念引入的逻辑严谨性上更为可取而前一种观点对于某些物理现象如回旋加速器的加速限制、康普顿效应以及光线的引力偏折等作浅显说明颇为有效。质能关系:狭义相对论最重要的预言是物体的能量E和质量m有当量关mc系E,。与物体静质量m相联系的能量E,mc。质能关系是核能释放的理论基础。意义:狭义相对论经受了广泛的实验检验所有的实验都没有检测到同狭义相对论有什么不一致的结果。狭义相对论是基础牢靠、逻辑结构严谨和形式完美的物理理论。广泛应用于许多学科和量子力学成为近代物理学的两大理论支柱。在现代物理学中成为检验基本粒子相互作用的各种可能形式的试金石只有符合狭义相对论的那些理论才有考虑的必要这就严格限制了各种理论成立的可能性。(量子力学二十世纪初物理学取得了两大突破:一个是普朗克提出了作用量子的概念一个是爱因斯坦提出的狭义相对论的时空观。多年前的年德国科学家普朗克提出量子概念年到年海森伯和薛定谔最终建立了量子力学解决了原子物理、光谱等基本问题取得了巨大成功。之后量子力学朝两个重要方向发展:一是向更小(如原子以下)尺度的应用原子核物理学就是在量子力学指引下发展的进而发展为目前的基本粒子物理学。量子力学使人类对物质世界的认识从宏观层次跨进了微观层次。量子力学的另一个发展方向就是把量子力学用于处理更大尺度上的问题比如分子的问题(即量子化学问题)和固体物理或凝聚态物理的问题。从研究对象的尺度看从固体物理到地球物理、行星物理再到天体物理和宇宙物理其研究范围越来越大。从年之后几乎所有的二十世纪的物质文明都是从相对论和量子力学这两个物理基础科学的发展衍生的。原子构造、分子构造、核能、激光、半导体、超导体、x光、超级计算机……假如没有狭义相对论和量子力学这一切都不会有。相对论和量子力学作为物理学的基础已成为现代精密科学的两大柱石。二者的结合不仅使物理学本身日新月异而且也使物理学以外的其他自然科学改变了面貌。(广义相对论年爱因斯坦()发表了他的广义相对论。他解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因。他还解释了引力是如何和时空弯曲联系起来的利用数学爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲在物体具有很大的相对质量(例如一颗恒星)时这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物(即使是光线)改变路径。弯曲光线:广义相对论指出时空曲率将产生引力。当光线经过一些大质量的天体时它的路线是弯曲的这源于它沿着大质量物体所形成的时空曲率。因为黑洞是极大的质量的浓缩它周围的时空非常弯曲即使是光线也无法逃逸。虫洞:理论上虫洞是一个黑洞它的质量非常大把时空弯曲进了它自身之中它的口开向宇宙的另一个空间及时间或者也许完全进入另一个宇宙空间。也许能够利用虫洞建立一个时间旅行机器但许多科学家们指出这个机器不可能重返到它自身被创建的时间之前。例一个静止质量m=kg的物体与地球一起绕太阳公转的速度是v=kms在相应的惯性系的观测者测得物体的质量为多大,解析根据狭义相对论中质量与运动速度的关系得:拓展:在物体的速度v=kms时仍可以认为是低速运动其质量仍认为是静止质量。【能力训练】(以下说法正确的是()A(经典力学理论普遍适用大到天体小到微观粒子均适用B(经典力学理论的成立具有一定的局限性C(在经典力学中物体的质量不随运动状态而改变D(相对论与量子力学否定了经典力学理论(世纪初著名物理学家爱因斯坦提出了改变了经典力学的一些结论。在经典力学中物体的质量是的而相对论指出质量随着速度变化而。狭义相对论固定不变变化(经典力学只适用于解决问题不能用来处理问题经典力物体一般不适用于。学只适用于低速运动高速运动宏观微观粒子(与都没有否定过去的科学而认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。狭义相对论量子力学(在远离一切星体的太空中你作为一艘加速(其加速度大于g)运行飞船上的乘客你自己的质量比地球上时是大、是小还是不变,如果你匀速运动呢,(一条河流中的水以相对于河岸的速度v流动河中的船以相对于水水岸的速度v顺流而下。在经典力学中船相对于岸的速度为v=。船水船岸vv船水水岸第七章机械能及其守恒定律第一讲:追寻守恒量,要点导学,(寻找规律的基本步骤()观察和实验观察自然现象和实验现象是物理学研究的基本方法伽利略通过对小球运动现象的观察和分析(如图)得到牛顿第一定律的基本内容:“如果斜面是光滑的小球将一直沿水平直线运动下去。”同时得到:“无论斜面B比斜面A陡些或缓些小球总会在斜面上的某点停下来这点距斜面低端的竖直高度与它出发时的高度相同”的观察结论。()推理和概括通过对观察结论的分析和概括抓住主要矛盾忽略次要因素或干扰因素抽象出物理的本质(规律性的东西)完成由感性向理性的上升。如图所示实验如果忽略摩擦力这个干扰因素可推断出此过程中隐含这某种守恒量此守恒量就是初中物理中接触过的机械能(即动能和势能的总和)(关于“能量”的概念能量是一个抽象的物理概念是物理学中研究问题的“工具”书本并没有对能量下严格的定义而是将“记得”说成是一个守恒量这个守恒量叫做能量。其原因是在本节教材中无法对能量下严格的定义因此在此不要去追求能量的严格定义随着学习的深入会逐步得到准确的定义但应该看到物理学中的守恒量有着十分重要的功能。(势能()物体凭借其而具有的能量叫做势能(Poctentialenergy)()正确理解势能的概念必须理解位置的概念物体(看作质点)所处的位置是一个空间点在一维空间(数轴)上用(x)表示在二维空间(平面直角坐标系)中用(x、y)表示在三维空间中用(x、y、z)表示。本处不讨论势能的大小到底有哪些因素决定仅要知道势能与位置有关当位置改变时势能也随之改变。()势能和动能可以相互转化在这种转化时势能减少的同时在增加势能增加的同时在减少。(动能动的相对性即前面学过的参考系问题由于牛顿力学仅适用于参考系因此本处运动的参考系也是指没有特殊说明一般指地面参考系。本处不讨论动能到底由什么因素决定但要知道当物体的速度大小发生变化时物体的动能也将发生变化。()动能可以和势能发生转化在这种转化过程中动能减少同时在增加动能增加的同时在减少。,能力训练,()物体由于而具有的能量叫做动能(Kineticenergy)。()正确理解动能的概念必须理解运(在战斗演习的一架飞机上空降兵从飞机上跳下在空降兵陆续跳下的过程中空降兵的动能和重力势能变化情况是()A(动能、重力势能都在增加B(动能、重力势能都在减小C(动能减小重力势能增大D(动能增大重力势能减小(物体从光滑斜面上加速下滑下列说法中正确的是()A(运动过程中守恒的是动能B(运动过程中守恒的是势能C(动能和势能都不守恒但总能量守恒D(运动到斜面最低点时动能最大势能最小(关于能量的概念下列说法正确的是()A(它是伽利略最先提出的B(它是牛顿最先提出的C(它是在伽利略之前就已经提出来了D(它是在牛顿之后才提出的但是在牛顿之前就已经出现了萌芽(处于下列运动状态的物体具有势能的有()A(两物体把弹簧压缩B(平直公路上匀速行驶的汽车C(游船静止于水面D(空中的飞鸟(奥运会蹦床比赛运动员从空中落下到随蹦床运动到最低点的过程中下列说法中正确的是()A(动能一直增加势能一直减小B(动能先增加后减小势能先减小后增加但能量守恒C(动能先增加后减小势能一直减小能量总量逐渐减小D(运动员与蹦床接触时动能最大(下列现象中物体动能转化为势能的是()A(单摆的摆球在最高处摆向最低处B(压缩的弹簧把物体弹出去C(汽车匀速驶上斜坡D(正在腾空上升的礼花弹(分别指出物体在下列各种运动中的守恒量:(气球在空中匀速上升:。(小球在斜面上匀速滚下:。(战斗机在空中做水平加速运动:。(电梯载着乘客匀速下降:。(小球做自由落体运动:。动能动能势能动能能量理解功的概念知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个必不可缺的因素知道功的计算公式会用这个公式计算恒力的功理解正功和负功的概念知道在什么情况下做正功或负功知道什么是几个力对物体所做的总功也等于各个力分别对物体做功的代数和了解变力做功计算方法。理解功率的概念能运用功率公式进行有关的计算理解公式的意义能用来解释现象计算瞬时功率和平均功率能用公式讨论机动车起动问题。三重难点解析:寻找守恒量寻找守恒量:守恒定律是自然界的普遍规律已成为人们认识自然的重要工具寻找守恒量的目的就是揭示、发现自然界的普遍规律以便认识自然、利用自然。在伽利略的理想实验中小球滚下斜面A如图所示。它就要继续滚上另一个斜面B。重要的是伽利略发现了具有启发性的事实:无论斜面B比斜面A陡些或缓些小球最后总会在斜面上的某点停下来这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同。看起来小球好像“记得”自己起始的高度。然而“记得”并不是物理学的语言。在物理学中把这一事实说成什么呢第二讲:功一教学内容:功二知识要点功的概念()功的定义:物体在力的作用下沿力的方向发生一段位移则这个力对物体做了功。从定义可以看出做功的两个必要因素。()力()在力的方向上发生的位移。根本谈不上做功人不能对空中飞行的飞机施力不能对飞机做功。没有力三国演义中的张飞喝断当阳桥、喝断水倒流只能是人类的幻想。对物体施力物体也运动运动位移不在力的方向上或力的方向上位移分量为零则力对物体不做功。如小球沿水平桌面滚动重力和桌面的支持力不做功。注意做功是一个物理概念不是日常口语与生活中工作的概念和做工的概念不同。工作时有些活动可能做功有些活动可能不做功。()功值的计算若物体(可看作质点)在恒力F作用下在力的方向上发生位移为l则力F对物体做功。若恒力与位移夹角为则:α为F、l正方向夹角。当α=时就是()中公式。应用公式注意:式中F是恒力若是变力计算公式形式相同计算方法数学还未学到()中公式只适用于恒力做功。公式中位移是相对于地面的。在物体可以看做质点时S是物体的位移当物体不可以看作质点时l是力的作用点的位移为力的方向上发生的位移。力F与l在时间上是对应的l是F作用时发生的F取消后发生的位移与F不是做功的条件了。()功的单位:F为牛l为米W单位是牛米又叫焦耳。()做功是一个过程是力F持续作用下在位移上的积累。也就是力F在位移l内能使物体运动状态改变多少的量度。()功是标量正负不表示方向。正功和负功由功的计算公式看当时力对物体做正功。当时力不做功(有力无功)。当时力对物体做负功又称物体克服阻力做功。负功不是大小是表示谁对谁做功力对物体做负功力是阻力力不能使物体加速力使物体减速。功的符号不表示大小。正号表示动力对物体做功负号表示阻力对物体做功符号反映了做功的力的效果与大小无关。所以一J的功比J的功大。()做功的物理意义做功过程是能量转变的过程。如人推车前进人的推力对车做功本质就是人的体能转变为车运动的机械能最终转变为摩擦产生的内能。又如人提起重物人对重物做功人的体能转变为物体的机械能。()合力的功等于几个力对物体做的总功当物体在几个F、F、F„F的共同作用下发生位移l。这几个力对n物体做的总功就是它们的合力对物体做的功数值等于各个力做功的代数和。式中、„为各力分别与l的夹角是合力与l的夹角。四,范例精析,例:水平面上有一倾角为θ的斜面质量为m的物体静止在斜面上现用水平力F推动斜面使物体和斜面一起匀速向前移动距离l求物体所受各力做的功各是多少,:如图所示小物体m位于光滑的斜面M上斜面位于光滑的水平地面例上从地面上看在小物体沿斜面下滑的过程中斜面对小物体的作用力()A、垂直于接触面做功为零B、垂直于接触面做功不为零C、不垂直于接触面做功为零D、不垂直于接触面做功不为零拓展:公式W=F•lcosα中“位移”是指对地位移。斜面是静止时小物体的对地位移方向平行于斜面垂直于支持力所以支持力不做功。题中指明“斜面位于光滑的水平面上”隐含条件是:“当小物体在斜面上下滑时斜面将后退”小物体参与两种运动一是相对于斜面的滑动二是跟随斜面向右的运动使得小物体的对地位移与支持力的方向不垂直。斜面在运动这一因素并不影响斜面的支持力始终与斜面垂直但影响支持力是否做功。例:动滑轮是一种简单机械如图所示滑轮和绳子的质量不计用力开始提升原来静止的质量为kg的物体以ms的加速度匀加速上升求开始运动后秒内拉力做的功,能力训练,(关于功的概念以下说法正确的是()A(力是矢量位移是矢量所以功也是矢量B(功有正、负之分所以功也有方向性C(若某一个力对物体不做功说明该物体一定没有位移D(一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积。(用N的力在水平地面上拉车行走m拉力与车前进的方向成角。那么拉力对车做的功是()A(×JB(×JC(×JD(以上均不对、运动员用N的力把质量为kg的球踢出m则运动员对球所做的功是()A(JB(JC(JD(无法确定(关于功的正负下列叙述中正确的是()A(正功表示功的方向与物体运动方向相同负功为相反B(正功表示功大于零负功表示功小于零C(正功表示力和位移两者之间夹角小于负功表示力和位移两者之间夹角大于D(正功表示做功的力为动力负功表示做功的力为阻力(以初速度v竖直向上抛出一个质量为m的小球上升最大高度是h(如果空气阻力Ff的大小恒定则从抛出到落回出发点的整个过程中空气阻力对小球做的功为()A(B(,FfhC(mghD(Ffh(起重机以a=ms的加速度将重G=N的货物由静止匀加速向上提升。那么在s内起重机对货物做的功是(g=ms)()A(JB(JC(JD(J(有以下几种情况用水平推力F推一质量为m的物体在光滑的水平面上前进l用水平推力F推一质量为m的物体在粗糙的水平面上前进l用与水平面成角的斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑平面上前进l用与斜面平行的力F拉一质量为m的物体在光滑的斜面上前进l这几种情况下关于力F做功多少的正确判断是()B(做功最多A(做功最多C(做功最少D(四种情况做功相等(两个互相垂直的力F和F作用在同一物体上使物体运动物体通过一段位移时力F对物体做功J力F对物体做功J则力F和F的合力对物体做功为()A(JB(JC(JD(J(火车头用F=×N的力拉着车厢向东开行S=m又倒回来以同样大小的力拉着车厢向西开行m在整个过程中火车头对车厢所做的功是()A(×JB(×JC(×JD((质量为m的物体在水平力F的作用下在粗糙的水平面上运动下列说法中正确的是()A(如果物体做加速直线运动F一定对物体做正功B(如果物体做减速直线运动F一定对物体做负功C(如果物体做减速直线运动F可能对物体做正功D(如果物体做匀速直线运动F一定对物体做正功(重为N的物体放在水平地面上与地面的滑动摩擦因数为μ=在大小为F=N方向与水平面成α=斜向上的拉力作用下前进l=m。在此过程中力F做功为J摩擦力做功为J重力做功J合力所做的功为J。(如图所示物体质量为kg光滑的定滑轮质量不计滑轮两侧保持绳竖直若拉着绳使物体上升m则拉力做功为J若竖直向上拉力为N使物体上升m拉力做功J重力对物体做功J。(下列说法正确的是()A(有力有位移该力一定做功B(有加速度的物体一定有力对它做功C(静摩擦力一定不做功滑动摩擦力一定做负功D(静摩擦力和滑动摩擦力都可能做正功(关于作用力和反作用力做功的关系下列说法正确的是()A(当作用力做正功时反作用力一定做负功B(当作用力不做功时反作用力也不做功C(作用力和反作用力所做的功大小一定相等一正一负D(作用力做正功时反作用力也可以做正功(某人利用如图所示的装置用N的恒力F作用于不计质量的细绳的一端将物体从水平面上的A点移到B点。已知α=α=h=m不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦求绳的拉力对物体所做的功,(如图小球在大小不变的拉力F的作用下在水平槽内做圆周运动。如果圆半径为R拉力F的方向恒与小球瞬时速度方向一致则在小球运动一周过程中拉力F所做的功多大,第三讲:功率()功率定义:物体做功与做功所用时间的比值叫做功率。用公式表示为是那个力做功P就是哪个力做功的功率。()单位焦耳秒=瓦特=W。()物理意义表示做功快慢功率与功是不同的意义的物理量做功多少是做功的总量功率大小是做功的快慢做功多不一定功率大做功少不一定功率小。()功率是标量动力功率为正阻力功率为负。一般计算绝对值大小正负由动力、阻力确定。()功率的另一种表达式:。F为做功的力v是运动速度是F与v的夹角若v为平均速度P为平均功率v为瞬时速度P为瞬时功率。当v一定。当F一定(一般是匀变速运动)。当P一定。()机动车起动的两种模式机车以恒定功率起动设机动车质量为功率为P从静止(或很小速度)起动所受阻力为恒定则车的加速度、恒定。随v增大而减小当减小到零时v最大而当后不可能再加速。()机动车以恒定加速度起动F一定才能使加速度一定F一定功率由很小增大。当时速度再增大F减小当时速度最大功率变化速度变化如图示时间内车以恒定加速度起动功率正比于速度增大。时间内牵引力减小功率达到额定功率加速度减小速度增大。以后牵引力匀速运动。时间应引起注意。例:一个质量为m的物体在几个与水平面平行的力作用下静止在水平面上在t=时刻将其中的一个力从F增大到F其他力不变则在t=t时刻该力的功率为多大,解析:由于仅一个力大小变化则其改变量即为物体受到的合外力应用牛顿定律算出加速度并应用匀变速运动速度公式求出此时的瞬时速度在根据瞬时功率的定义式就可以求出此力的功率。P=Fvcosα=F×Ftm=Ftm拓展:涉及功率的计算时一定要区分平均功率和瞬时功率因为这两种功率的计算公式不同审题时必须十分仔细。一质量为m的木块静止在光滑的水平地面上从t=开始将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上在t=t时刻力F的功率和这段时间内的功率分别为多大,例:汽车的质量为m=×kg额定功率为P=Kw,沿水平道路行驶m时阻力恒为重力的倍(取g=ms)。求:()、汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度()、设汽车由静止起匀加速行驶加速度为a=ms,求汽车维持这一加速度运动的最长时间。解析:()汽车匀速运动时Fmg=………………………汽车的额定功率P=Fv………………………………耀………mm代入数据得v=ms。m汽车匀加速行驶时动力学方程为Fmg=ma…………………汽车的瞬时功率为P=Fv……………………………………………汽车的瞬时速度为v=at……………………………………………要求瞬时功率小于或等于额定功率PP…………………m…………代入数据得ts……………………………………………………拓展:有些同学计算匀加速运动可维持的时间时用汽车在水平路面上的最大速度除以加加速度得到时间为s这种做法是认为汽车可以一直以匀加速达到最大速度显然是错误的。在用公式P=Fv时必须结合具体的物理过程作细致的分析应弄清是什么物理量保持恒定例如在匀加速运动中是牵引力F保持恒定而在达到额定功率后是汽车的功率保持恒定。本题中汽车的速度时间图象如图所示图中v=at=ms。【能力训练】(关于功率,下列说法正确的是()A(功率是描述力做功多少的物理量B(功率是描述力做功快慢的物理量C(做功时间长,功率一定小D(力做功多,功率一定大(关于功率以下说法正确的是()A(据P=Wt可知机器做功越多其功率就越大。B(据P=Fv可知汽车的牵引力一定与其速率成反比。C(据P=Fv可知发电机的功率一定时交通工具的牵引力与运动速率成反比。D(据P=Wt可知只要知道时间t内机器所做的功就可求得这段这段时间内任一时间机器做功的功率。(汽车上坡时司机必须换档其目的是()A(减小速度得到较小的牵引力B(增大速度得到较小的牵引力C(减小速度得到较大的牵引力D(增大速度得到较大的牵引力(质量为m的物体在水平力F的作用下在光滑水平面上从静止开始运动则有()A(若时间相同则力对物体做功的瞬时功率跟力F成正比B(若作用力相同则力对物体做功的瞬时功率跟时间t成正比C(某时刻力F的瞬时功率大于这段时间内力F的平均功率D(某时刻力F的瞬时功率等于这段时间内力F的平均功率(某同学进行体能训练用了s时间跑上m高的高楼试估测他登楼的平均功率最接近的数值是()A(WB(WC(kWD(kW(火车在一段水平的直线轨道上匀加速运动若阻力不变则牵引力F和它的瞬时功率P的变化情况是()A(F不变P变大B(F变小P不变C(F变大P变大D(F不变P不变(同一恒力按同样方式施在物体上使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离恒力的功和功率分别为W、P和W、P则两,,者的关系是()A(W,WP,PB(W=WP,P,,,,C(W=WP,PD(W,WP,P,,,,(设在平直公路上以一般速度行驶的自行车所受阻力约为车、人总重力的倍则骑车人的功率最接近于()A(kwB(kwC(kwD(kw(物体质量为kg作自由落体运动秒末重力的瞬时功率为W前s内重力的平均功率为W第s内重力的平均功率为W。(汽车发动机的额定功率为kw所受的阻力为N其在水平路面上运动的最大速度为ms当汽车的速度为ms时其牵引力为N若汽车的质量为t此时汽车的加速度为ms。(一质量为m=kg的物体自水平地面由静止开始用一竖直向上的拉力F将其以a=ms的加速度向上拉起。求在向上拉动的s内拉力F做功的功率。(额定功率为kW的汽车在平直公路上行驶的最大速度为ms汽车的质量m=×kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动加速度大小为ms。运动过程中阻力不变求:、汽车所受的恒定阻力、s末汽车的瞬时功率、经过多长时间汽车功率达到额定值,第四讲:重力势能一教学内容:重力势能二知识要点:知道能量的概念知道对应于物质不同的运动形式具有不同的能量。知道各种不同形式的能量可以互相转化而且在转化过程中总能量守恒理解做功过程就是能的转化的过程。理解重力势能的概念会用定义计算。理解重力势能与重力做功的关系知道重力做功与路径无关。知道重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性了解弹性势能的概念。知道弹力做功是变力做功会计算弹力做功的数值。知道弹性势能及其表达式。三重点、难点解析:重力做功和重力势能()重力做功特点:重力对物体所做的功只跟物体的初末位置的高度有关跟物体运动的路径无关。物体沿闭合的路径运动一周重力做功为零其实恒力(大小方向不变)做功都具有这一特点。如物体由A位置运动到B位置如图所示A、B两位置的高度分别为h、h物体的质量为m无论从A到B路径如何重力做的功均为:W=mgs×cosa=mg(h,h)=mgh,mghGl可见重力做功与路径无关。()重力势能定义:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。公式:Ep=mgh。单位:焦(J)()重力势能的相对性与重力势能变化的绝对性重力势能是一个相对量。它的数值与参考平面的选择相关。在参考平面内物体的重力势能为零在参考平面上方的物体重力势能为正值在参考平面下方的物体重力势能为负值。重力势能变化的不变性(绝对性)尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关但重力势能的变化量都与参考平面的选择无关这体现了它的不变性(绝对性)。某种势能的减小量等于其相应力所做的功。重力势能的减小量等于重力所做的功弹簧弹性势能的减小量等于弹簧弹力所做的功。重力势能的计算公式E=mgh只适用于地球表面及其附近处g值不变p时的范围。若g值变化时。()重力做功和重力势能改变的关系重力做正功时。重力势能减少减少的重力势能等于重力所做的功克服重力做功时。重力势能增加增加的重力势能等于克服重力所做的功。即W=Ep,Ep=mgh,mgh。G()重力势能归系统所有【能力训练】、关于弹性势能下列说法中正确的是()A、发生形变的物体都具有弹性势能B、弹性势能是一个标量C、弹性势能的单位是焦耳(在国际单位制中)D、弹性势能是状态量、关于弹性势能下列说法中正确的是()A、任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能B、物体只要发生形变就一定具有弹性势能C、外力对弹性物体做功物体的弹性势能就发生变化D、发生弹性形变的物体在它们恢复原状时都能对外界做功、如图所示在光滑水平面上有一物体它的左端连一弹簧弹簧的另一端固定在墙上在力F作用下物体处于静止状态当撤去F后物体将向右运动在物体向右运动的过程中下列说法正确的是()A、弹簧的弹性势能逐渐减少B、弹簧的弹性势能逐渐增加C、弹簧的弹性势能先增加再减少D、弹簧的弹性势能先减少再增加、上题中在弹簧向右运动的过程中弹簧弹力对物体的做功情况下列说法正确的是()A(弹簧对物体做正功B(弹簧对物体做负功C(弹簧先对物体做正功后对物体做负功D(弹簧先对物体做负功后对物体做正
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