課程名稱功與動能位能課件

1、課程名稱：功與動能、位能編授教師：中興國中 楊秉鈞 動能 EK 動能： （1）動能： 中的物體，所具有的能量，符號： 。 （2）動能的影響因素： 物體的 質(zhì)量愈大，動能愈大 （ ） 物體的 速率愈大，動能愈大 （ ） （3）動能關係式： 關係式： 單位： 。動能的影響因素質(zhì)量 速率 運動 Kg （ ）2焦耳 J （媒體：1，848”）動能公式的推導X（4）動能公式推導： 適用：所有運動中的物體 原理：合力對物體作功物體 （ ）的變化量。 質(zhì)量為m公斤的物體受水平力F作用，由靜止而運動，位移X 公 尺，不計摩擦阻力，加速度 aEK動能 能量 功與動能的關係（5）功與動能的關係： 原理：合力對物體

2、作功物體 的變化量 討論： 輪胎 m公斤，受水平力F作用，由靜止而運動，位移X 公尺 若不計摩擦阻力： 若摩擦阻力作功 Wf：假設摩擦力 f 牛頓動能 FfXV WEK 位能 U 位能： （1）位能的意義與種類： ：因物體 變化而具有的能量 ：因物體 變化而具有的能量位能的意義與種類重力位能 垂直高度 彈力位能 形變 重力位能彈力位能維持原狀 位能： （2）位能的影響因素： 重力位能： 物體 高度差愈大，重力位能愈大。（ ） 物體 質(zhì)量愈大，重力位能愈大。（ ） 彈力位能：物體 愈大，彈力位能愈大。（ ）位能的影響因素高度差 質(zhì)量 形變 伸長壓縮 （媒體：1，416”） 位能： （3）重力位能

3、關係式： 關係式： 當物體在零位面時，位能為零，一般以地面為零位面。 單位： 。重力位能的關係式 Kg （ ） m焦耳 J 位能： （4）重力位能公式推導： 重力位能是為抵抗 ，而儲存的位能 討論：一個質(zhì)量為 m 公斤的物體，施以一外力 F將物體提 高至高處 h 公尺處： 外力對物體作 功 。 物體自外界 能量，物體將此能量儲存為 。重力位能公式推導重力 正mgh得到重力位能功與重力位能的關係（5）功與重力位能的關係： 原理：合力對物體作功物體 的變化量 討論： 以外力 F，沿力方向位移 X公尺，將質(zhì)量 m公斤的物體 ，提高 至高度 h 公尺 若不計摩擦阻力： 若摩擦阻力作功 Wf：假設摩擦力

4、 f 牛頓重力位能 WUhL甲乙 位能： （6）重力屬於守恆力： 守恆力：重力作功只與運動的起點與終點有關，與 無關 討論：不計摩擦力下 質(zhì)量 m 公斤物體，由下列甲、乙兩路徑運動至地面： 路徑甲：將物體自由落下，重力作功 焦耳。 路徑乙：將物體沿斜面下滑，重力作功 焦耳。 若循原路徑使物體等速推回，外力至少需如何作功？ 外力作功 。重力屬於守恆力重力作功物體提昇之位能mgh 運動路徑 mgmgXXF1F2F3提重物沿斜面施力抵抗重力二個途徑加速度 a0F= ma加速度 a0F= ma運動方向外力 FmmV1V2V2V1運動方向mV2V1外力 F阻力（摩擦力）mV2V1等加速度運動公式一覽表範

5、例解說1.（ ）如圖所示，蘋果樹上結有甲、乙、丙三個重量相等的蘋果，它們 分別在不同的位置上，則哪一個蘋果所具有的重力位能最大？ (A)甲(B)乙(C)丙(D)一樣大。 B 2. （ ）桌面上有一條彈簧固定在牆壁上，彈簧另一端掛上一木塊，如 圖所示。試問下列何種情形下，當手放開時，木塊擁有的彈力位 能最大？（假設皆不超過彈簧的彈性位能） (A) 彈簧拉長 7cm(B) 彈簧拉長 4cm (C) 彈簧壓縮 3cm(D) 彈簧壓縮 5cm。A 範例解說3.（ ）一輛500公斤的汽車以108公里小時的等速度行駛，試問此時 汽車具有多少焦耳的動能？ (A) 225000焦耳 (B) 450000焦耳

6、(C) 1458000焦耳(D) 2916000焦耳。 A 4.（ ）小明的重量為50kgw，若他站在距地面40m的跳板上準備往下跳 ，試問他所具備的重力位能大小為多少焦耳？ (A) 392焦耳(B) 2000焦耳(C) 5000焦耳(D) 19600焦耳。D 範例解說5.（ ）小興以附圖中甲、乙、丙、丁四種方式將等重的物體移至相同的 高度 h，則其所作功的比較，何者正確？ (A) 甲乙丙丁 (B) 甲乙丙丁 (C) 甲丁乙丙 (D) 丁甲乙丙 A甲 乙 丙 丁6. （ ）在無摩擦水平面上，一質(zhì)量為25 kg的物體受100 N的水平力 從靜止開始運動10秒鐘，問物體的動能為多少焦耳？ (A)

7、1000(B) 20000(C) 25000(D) 50000焦耳。 外力作功重力作功物體提升之位能mgh B範例解說D7. （ ）沿斜面施25 牛頓的推力將4公斤重的物體沿著斜面往上推 20公尺，如附圖所示。試問重力對物體共作多少功？ （1公斤重10牛頓） (A) 125焦耳(B) 200焦耳(C) 500焦耳(D) 200焦耳 重力作功FX mgXX 重力屬於守恆力 範例解說8.一10 公斤物體自高 490公尺自由落下，求物體著地瞬間的動能？ 焦耳。48020 範例解說9. 下列物體做直線運動的關係圖中，在 t1 到 t2 時間內(nèi)動能如何變化： EK 不變 EK 增加 EK 減少 EK 可

8、能 增加或減少10. （ ）一顆重600gw 的足球從地面飛到10公尺高，然後開始往下掉 ，最後卡在2公尺高的樹上，則該顆足球從一開始到最後，其位 能改變應該為多少焦耳？（1公斤重10牛頓） (A) 增加60焦耳(B) 增加12焦耳 (C) 減少12焦耳(D) 減少48焦耳。2mB U0等速等加速 V 等加速 V 等加速 a 範例解說11.質(zhì)量為 5 kg的靜止物體，受30 N的外力水平向右推動。當作用力推動物體 4秒後，隨即放手。試回答下列問題： 4秒時，物體的動能大小為 焦耳。 04秒間，外力作功 焦耳。 04秒間，外力對物體的功率為 瓦特。 若 4秒後，外力不再作用，則物體動能變化？ 。1440 1440 360不變範例解說12.學校的旗竿高10公尺，小明在升旗過程中平均以10牛頓的力，將0.5公斤重的國旗升到頂端,問在升旗過程中： 小明一共做了多少焦耳的功？ 焦耳。 國旗的位能共增加了多少焦耳？ 焦耳。 摩擦力一共耗去多少焦耳的能量？ 焦耳。 若摩擦力不變，摩擦力的大小 牛頓。F100 49 51 5.1 f範例解說13.輪胎質(zhì)量 4公斤，受水平外力25牛頓作用，由靜止而運動，位移 2公尺： 若不計摩擦阻力時，輪胎的速率變?yōu)?m/s。 若考慮摩擦