物理中的势能

《物理中的势能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理中的势能（4页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、势能在物理系统里，假若一个粒子，从起始点移动到终结点，所受作用力所做的功，不因为 路径的不同而改变。则称此力为保守力。势能(Potential Energy)：物体由于具有做功的形势而具有的能叫势能。 决定因素：由相互作用的物体之间的相对位置，或由物体内部各部分之间的相对位置所 确定的能叫做“势能”。势能分为重力势能、弹性势能、分子势能、电势能、引力势能等。1重力势能：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。(万有引力)(1) 决定因素：重力势能的大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体质量越大、 位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越大。(2) 重力做功与重力势能变化的关系： 重力做

2、正功时，重力势能减少重力做负功时，重力势能增加。(3) 计算公式：E = mghp重力势能是标量，单位为焦(J)。与功不同的是，功的正负号表示作用效果，比较大小时仅比较数值；而重力势能中正数 一律大于负数。2弹性势能：发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有势能， 这种势能就是叫做弹性势能。(弹力)(1) 决定因素：同一弹性物体在一定范围内形变越大，具有的弹性势能就越多，反之 则越小。(2) 弹力做功与弹性势能变化的关系： 弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加 【弹力对物体做的功等于弹力势能增量的负值。】(3) 计算公式：E = kx2p2问题 1：撑杆跳高中的能

3、量转化。撑竿跳技术大致分为持竿助跑、插竿与起跳、压竿与悬垂、引体、转体与过竿、着地动 作等部分。（1）持竿助跑：化学能转化为动能；（不是内能，注意化学能与内能的区别）（2）插竿：动能转化为弹性势能；（3）起跳及压竿、悬垂：动能转化为为弹性势能与重力势能；（4）撑杆弹性势能转化为动能和重力势能；（5）过竿落地：重力势能转化为动能。3分子势能：分子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。分子间的相互作用力分为斥力和引力。在平衡位置时相对平衡，小于平衡位置时表现为 斥力，大于平衡位置时表现为引力。但无论何时，引力与斥力都是同时存在的。梅斥力 0吸引力分于同的作用力舐距戈的关系（1）分

4、子势能是内能的重要组成部分；（2）分子之间存在引力和斥力，但分子间距大于平衡位置的间距 r0 10 倍以上的时候， 它们之间的作用力就变得十分微弱，可以忽略不计，（3）分子势能与分子距离的关系：A、分子距离在平衡距离处分子势能最小；B、分子距离在大于平衡距离和小于平衡距离时其分子势能将增大；C、r r时，引力大于斥力，分子间作用力表现为引力，分子势能最大值在无穷远处;0E、r = +时，引力和斥力都为零，引力引起的势能最大；F、r = 0时，引力和斥力最大，斥力引起的势能最大。4电势能：电场中的电荷因受电场力的作用能够做功而具有能，这种能叫做电势能。 电荷q由电场中某点A移到参考点O,电场力做

5、的功等于q在A点具有的电势能。（2）电场力做功与电势能的关系： 电场中的电荷从一个位置移到另一个位置，当电场力对它做正功时，它的电势能减少；当电场力做负功时，它的电势能增加。（3）对于点电荷（电量为Q）产生的静电场，其电势能与电荷q所处空间位置到点电 荷所在位置的距离r有如下关系：E = kQ，其中k为库伦常数。pr问题 2：为什么重力势能和弹性势能是机械能，而分子势能不是？答：物体相对于其他物体的位置变化，也就是物体的位置的移动随时间的变化，叫做机 械运动。机械运动是宏观的。分子间作用力的作用距离很小，属于分子级别，不会影响物体机械运动的状态； 或：分子势能属于内能，与机械能是两个完全不同的

6、概念。电势能：？【答案】加速运动的电荷会产生电磁辐射，使能量衰减，如回旋辐射。问题 3：机械能守恒定律的推导（自己做）。5引力势能：物体（特别指天体）在引力场中具有的能叫做引力势能。 推导：万有引力公式：GMmr2根据势能的定义，当物体从位置A移动到位置B时，势能在大小上的变化等于相应作 用力所做的功。万有引力将质量为m的物体从离质量为M的物体距离为ri处拉至距离为r2处做的功为: 【Mm（r1 ）（r2）】r GMmGMm GM mW = f r2（ -）dr =-r r 2rr1 2 1引力做正功时，引力势能减小，故有A E = WpA E = E Eppr 2pr1GM m GM m:,

7、A E = E - E =-ppr2pr1r r12GM m GM mE =+ Epr2rrpr112将ri处定为零势能面，就得到m距离M为r2时的引力势能。（1）通常取无穷远处为零势能面，即r =+s，E = 01pr 1有Epr2GMmGMmr2）将地面取做零势能面，即 r = R ， E = 01pr 1距地面h处有r = R + h，贝I：2GMm GM mGM m GM mE =+ E =+ E = GMpr 2rrpr1R R + hpr112根据 mg = GMm，有 GM = gR 2R2mhmhR2R:.E = GM= mgh= mghpr2R (R + h)R (R + h)R + hR又h R，故可取=1 ,R + h所以E = mgh ,ph即所谓重力势能。问题4: E = kQq , E = - GMm中，为什么E = kQq前面没有负号?p电rp弓丨rp电r