高中物理《勢(shì)能》課件1

高中物理《勢(shì)能》課件目錄勢(shì)能基本概念與分類(lèi)重力勢(shì)能彈性勢(shì)能電勢(shì)能分子間作用力和分子勢(shì)能勢(shì)能在日常生活和工程技術(shù)中應(yīng)用勢(shì)能基本概念與分類(lèi)01物理意義勢(shì)能反映了物體間相互作用的潛在能力，是物體間能量轉(zhuǎn)化與傳遞的重要形式。勢(shì)能定義勢(shì)能是物體間由于相互作用而具有的能量，與物體間的相對(duì)位置有關(guān)。勢(shì)能定義及物理意義保守力是指做功與路徑無(wú)關(guān)的力，其做功只與始末位置有關(guān)。保守力對(duì)應(yīng)的勢(shì)能是一個(gè)標(biāo)量函數(shù)，稱(chēng)為勢(shì)函數(shù)。非保守力是指做功與路徑有關(guān)的力，其做功不僅與始末位置有關(guān)，還與路徑有關(guān)。非保守力不能定義一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的勢(shì)函數(shù)。保守力非保守力保守力與非保守力重力勢(shì)能重力勢(shì)能是由于物體受到重力作用而具有的勢(shì)能。其大小與物體的質(zhì)量、高度以及重力加速度有關(guān)。重力勢(shì)能具有相對(duì)性，與參考平面的選擇有關(guān)。電勢(shì)能電勢(shì)能是由于電荷在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用而具有的勢(shì)能。其大小與電荷量、電勢(shì)差以及電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。電勢(shì)能具有相對(duì)性，與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇有關(guān)。分子勢(shì)能分子勢(shì)能是由于分子間相互作用力而具有的勢(shì)能。其大小與分子間距離、分子間作用力類(lèi)型（如范德華力、氫鍵等）有關(guān)。分子勢(shì)能對(duì)于理解物質(zhì)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義。彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能是由于物體發(fā)生彈性形變而具有的勢(shì)能。其大小與物體的彈性系數(shù)、形變量有關(guān)。彈性勢(shì)能具有可逆性，即當(dāng)形變恢復(fù)時(shí)，彈性勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。勢(shì)能分類(lèi)及特點(diǎn)重力勢(shì)能0201定義重力勢(shì)能是物體由于位置而具有的能量。02表達(dá)式$E_p=mgh$，其中$m$是物體的質(zhì)量，$g$是重力加速度，$h$是物體相對(duì)于參考平面的高度。03單位重力勢(shì)能的單位是焦耳（J）。重力勢(shì)能表達(dá)式重力做功01當(dāng)物體在重力作用下移動(dòng)時(shí)，重力會(huì)對(duì)物體做功。做功的大小等于物體重力勢(shì)能的減少量。02重力勢(shì)能變化當(dāng)物體的高度發(fā)生變化時(shí)，其重力勢(shì)能也會(huì)發(fā)生變化。高度升高，重力勢(shì)能增加；高度降低，重力勢(shì)能減少。03做功與勢(shì)能變化關(guān)系重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量，即$W=DeltaE_p=mgh_1-mgh_2$。重力勢(shì)能變化與做功關(guān)系物體自由下落物體被拋起當(dāng)物體被拋起時(shí)，其動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，高度逐漸增加。物體在斜面上下滑當(dāng)物體在斜面上下滑時(shí)，其重力勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，部分轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。當(dāng)物體從高空自由下落時(shí)，其重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，速度逐漸增加。物體在液體中下沉當(dāng)物體在液體中下沉?xí)r，其重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為液體內(nèi)部的壓力能。重力勢(shì)能應(yīng)用舉例彈性勢(shì)能03物體在受到外力作用時(shí)，形狀或體積會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)外力撤去后，物體能夠恢復(fù)原來(lái)的形狀或體積，這種形變稱(chēng)為彈性形變。物體發(fā)生彈性形變時(shí)，內(nèi)部各部分之間會(huì)產(chǎn)生相互作用力，這種力稱(chēng)為彈性力。彈性力的大小與形變量有關(guān)，形變量越大，彈性力也越大。彈性形變彈性力彈性形變與彈性力彈性勢(shì)能表達(dá)式Ep=1/2*k*x^2，其中Ep為彈性勢(shì)能，k為勁度系數(shù)，x為形變量。與形變量有關(guān)形變量越大，彈性勢(shì)能也越大。與勁度系數(shù)有關(guān)勁度系數(shù)越大，相同形變量下產(chǎn)生的彈性勢(shì)能也越大。具有非負(fù)性彈性勢(shì)能總是大于等于零。彈性勢(shì)能表達(dá)式及特點(diǎn)

彈性勢(shì)能應(yīng)用舉例彈簧振子利用彈簧的彈性勢(shì)能來(lái)驅(qū)動(dòng)振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。蹦床運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)員在蹦床上跳躍時(shí)，利用蹦床的彈性勢(shì)能來(lái)增加跳躍高度和滯空時(shí)間。汽車(chē)減震系統(tǒng)利用彈簧和阻尼器組成的減震系統(tǒng)來(lái)吸收和消耗汽車(chē)行駛過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)能量，提高乘坐舒適性和安全性。電勢(shì)能04電荷間相互作用同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電場(chǎng)電荷周?chē)嬖诘囊环N特殊物質(zhì)，它對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。電場(chǎng)力電荷在電場(chǎng)中受到的力，方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同或相反。電場(chǎng)與電荷間相互作用Ep=qφ，其中Ep為電勢(shì)能，q為電荷量，φ為電勢(shì)。電勢(shì)能表達(dá)式根據(jù)電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差和移動(dòng)電荷的電量，可計(jì)算電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化。計(jì)算方法電勢(shì)能的大小與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇有關(guān)，通常選擇無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)。電勢(shì)能的相對(duì)性電勢(shì)能表達(dá)式及計(jì)算方法電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系電場(chǎng)力對(duì)電荷做功等于電荷電勢(shì)能的變化量的負(fù)值。即WAB=EpA?EpB=?ΔEp，其中WAB為電場(chǎng)力做的功，EpA和EpB分別為電荷在A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)能。靜電場(chǎng)中的功能關(guān)系在靜電場(chǎng)中，只有電場(chǎng)力做功，因此電場(chǎng)力做的功等于系統(tǒng)電勢(shì)能的變化量的負(fù)值。同時(shí)，電場(chǎng)力做功的過(guò)程也是其他形式的能與電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。電勢(shì)能變化與做功關(guān)系分子間作用力和分子勢(shì)能05氫鍵存在于含有氫原子的分子之間，是一種較強(qiáng)的相互作用力，對(duì)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度等性質(zhì)有顯著影響。范德華力存在于所有分子之間，是一種較弱的相互作用力，隨著分子間距離的增加而減小。共價(jià)鍵存在于原子之間，通過(guò)共用電子對(duì)形成，是一種較強(qiáng)的相互作用力，決定了分子的穩(wěn)定性和化學(xué)性質(zhì)。分子間作用力類(lèi)型和特點(diǎn)分子間相互作用力引起的能量變化，通常與分子間距離有關(guān)。分子勢(shì)能影響因素勢(shì)能曲線(xiàn)分子間距離、分子極性、分子形狀和大小等。描述分子勢(shì)能與分子間距離關(guān)系的曲線(xiàn)，可以反映分子間作用力的類(lèi)型和強(qiáng)度。030201分子勢(shì)能概念及影響因素01分子間作用力是分子勢(shì)能的基礎(chǔ)，不同的作用力類(lèi)型對(duì)應(yīng)不同的勢(shì)能曲線(xiàn)。02分子間作用力的強(qiáng)度和性質(zhì)決定了分子勢(shì)能的數(shù)值和變化趨勢(shì)。03通過(guò)研究分子間作用力和分子勢(shì)能的關(guān)系，可以深入了解物質(zhì)的宏觀(guān)性質(zhì)和微觀(guān)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系。分子間作用力和分子勢(shì)能關(guān)系勢(shì)能在日常生活和工程技術(shù)中應(yīng)用06物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢(shì)能。重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和被舉高的高度有關(guān)。重力勢(shì)能物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢(shì)能。彈性勢(shì)能的大小與物體的彈性形變程度有關(guān)。彈性勢(shì)能分子之間由于存在相互的作用力，從而具有的與其相對(duì)位置有關(guān)的能。分子勢(shì)能勢(shì)能在自然界中表現(xiàn)形式在建筑工程中，利用重錘的下落來(lái)驅(qū)動(dòng)打樁機(jī)，將樁打入地下。這是利用重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的一個(gè)例子。打樁機(jī)重錘在蹦床運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)彈性形變儲(chǔ)存能量，然后在空中釋放這些能量，完成各種動(dòng)作。這是彈性勢(shì)能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化。蹦床運(yùn)動(dòng)利用水流的重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這是將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。水力發(fā)電勢(shì)能在日常生活中的應(yīng)用實(shí)例彈射器在軍事和航天領(lǐng)域，彈射器利用彈性勢(shì)能或重力勢(shì)能將物體快速?gòu)棾?，以達(dá)