高中物理《势能》课件1

高中物理《势能》课件目录势能基本概念与分类重力势能弹性势能电势能分子间作用力和分子势能势能在日常生活和工程技术中应用势能基本概念与分类01物理意义势能反映了物体间相互作用的潜在能力，是物体间能量转化与传递的重要形式。势能定义势能是物体间由于相互作用而具有的能量，与物体间的相对位置有关。势能定义及物理意义保守力是指做功与路径无关的力，其做功只与始末位置有关。保守力对应的势能是一个标量函数，称为势函数。非保守力是指做功与路径有关的力，其做功不仅与始末位置有关，还与路径有关。非保守力不能定义一个与之对应的势函数。保守力非保守力保守力与非保守力重力势能重力势能是由于物体受到重力作用而具有的势能。其大小与物体的质量、高度以及重力加速度有关。重力势能具有相对性，与参考平面的选择有关。电势能电势能是由于电荷在电场中受到电场力作用而具有的势能。其大小与电荷量、电势差以及电场强度有关。电势能具有相对性，与零电势点的选择有关。分子势能分子势能是由于分子间相互作用力而具有的势能。其大小与分子间距离、分子间作用力类型（如范德华力、氢键等）有关。分子势能对于理解物质的微观结构和性质具有重要意义。弹性势能弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的势能。其大小与物体的弹性系数、形变量有关。弹性势能具有可逆性，即当形变恢复时，弹性势能可以转化为其他形式的能量。势能分类及特点重力势能0201定义重力势能是物体由于位置而具有的能量。02表达式$E_p=mgh$，其中$m$是物体的质量，$g$是重力加速度，$h$是物体相对于参考平面的高度。03单位重力势能的单位是焦耳（J）。重力势能表达式重力做功01当物体在重力作用下移动时，重力会对物体做功。做功的大小等于物体重力势能的减少量。02重力势能变化当物体的高度发生变化时，其重力势能也会发生变化。高度升高，重力势能增加；高度降低，重力势能减少。03做功与势能变化关系重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量，即$W=DeltaE_p=mgh_1-mgh_2$。重力势能变化与做功关系物体自由下落物体被抛起当物体被抛起时，其动能逐渐转化为重力势能，高度逐渐增加。物体在斜面上下滑当物体在斜面上下滑时，其重力势能部分转化为动能，部分转化为摩擦产生的内能。当物体从高空自由下落时，其重力势能逐渐转化为动能，速度逐渐增加。物体在液体中下沉当物体在液体中下沉时，其重力势能逐渐转化为液体内部的压力能。重力势能应用举例弹性势能03物体在受到外力作用时，形状或体积会发生变化，当外力撤去后，物体能够恢复原来的形状或体积，这种形变称为弹性形变。物体发生弹性形变时，内部各部分之间会产生相互作用力，这种力称为弹性力。弹性力的大小与形变量有关，形变量越大，弹性力也越大。弹性形变弹性力弹性形变与弹性力弹性势能表达式Ep=1/2*k*x^2，其中Ep为弹性势能，k为劲度系数，x为形变量。与形变量有关形变量越大，弹性势能也越大。与劲度系数有关劲度系数越大，相同形变量下产生的弹性势能也越大。具有非负性弹性势能总是大于等于零。弹性势能表达式及特点

弹性势能应用举例弹簧振子利用弹簧的弹性势能来驱动振子做简谐振动。蹦床运动运动员在蹦床上跳跃时，利用蹦床的弹性势能来增加跳跃高度和滞空时间。汽车减震系统利用弹簧和阻尼器组成的减震系统来吸收和消耗汽车行驶过程中产生的振动能量，提高乘坐舒适性和安全性。电势能04电荷间相互作用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。电场电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷产生力的作用。电场力电荷在电场中受到的力，方向与电场强度方向相同或相反。电场与电荷间相互作用Ep=qφ，其中Ep为电势能，q为电荷量，φ为电势。电势能表达式根据电场中两点的电势差和移动电荷的电量，可计算电荷在电场中移动时电势能的变化。计算方法电势能的大小与零电势点的选择有关，通常选择无穷远处为零电势点。电势能的相对性电势能表达式及计算方法电场力做功与电势能变化的关系电场力对电荷做功等于电荷电势能的变化量的负值。即WAB=EpA−EpB=−ΔEp，其中WAB为电场力做的功，EpA和EpB分别为电荷在A点和B点的电势能。静电场中的功能关系在静电场中，只有电场力做功，因此电场力做的功等于系统电势能的变化量的负值。同时，电场力做功的过程也是其他形式的能与电势能相互转化的过程。电势能变化与做功关系分子间作用力和分子势能05氢键存在于含有氢原子的分子之间，是一种较强的相互作用力，对物质的熔沸点、溶解度等性质有显著影响。范德华力存在于所有分子之间，是一种较弱的相互作用力，随着分子间距离的增加而减小。共价键存在于原子之间，通过共用电子对形成，是一种较强的相互作用力，决定了分子的稳定性和化学性质。分子间作用力类型和特点分子间相互作用力引起的能量变化，通常与分子间距离有关。分子势能影响因素势能曲线分子间距离、分子极性、分子形状和大小等。描述分子势能与分子间距离关系的曲线，可以反映分子间作用力的类型和强度。030201分子势能概念及影响因素01分子间作用力是分子势能的基础，不同的作用力类型对应不同的势能曲线。02分子间作用力的强度和性质决定了分子势能的数值和变化趋势。03通过研究分子间作用力和分子势能的关系，可以深入了解物质的宏观性质和微观结构之间的联系。分子间作用力和分子势能关系势能在日常生活和工程技术中应用06物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关。重力势能物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关。弹性势能分子之间由于存在相互的作用力，从而具有的与其相对位置有关的能。分子势能势能在自然界中表现形式在建筑工程中，利用重锤的下落来驱动打桩机，将桩打入地下。这是利用重力势能转化为动能的一个例子。打桩机重锤在蹦床运动中，运动员通过弹性形变储存能量，然后在空中释放这些能量，完成各种动作。这是弹性势能和动能之间的转化。蹦床运动利用水流的重力势能驱动涡轮机转动，进而带动发电机发电。这是将重力势能转化为电能的过程。水力发电势能在日常生活中的应用实例弹射器在军事和航天领域，弹射器利用弹性势能或重力势能将物体快速弹出，以达