1.理解重力勢(shì)能的概念,知道它有相對(duì)性和系統(tǒng)性,會(huì)用其定義式進(jìn)行計(jì)算。2.能推導(dǎo)并理解重力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn),體會(huì)推理論證、從特殊情況到一般規(guī)律的科學(xué)思維方法。3.理解重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系。4.理解彈力做功與彈性勢(shì)能改變的關(guān)系。
【必備知識(shí)】一、重力勢(shì)能1.概念:物體因?yàn)樘幱谝欢ǖ母叨榷哂械哪芰糠Q為重力勢(shì)能。2.表達(dá)式:Ep=mgh。3.標(biāo)矢性:重力勢(shì)能是標(biāo)量。4.單位:國(guó)際單位為焦耳,符號(hào)為 J 。
5.重力勢(shì)能的特點(diǎn):(1)相對(duì)性①零勢(shì)能參考平面:為了比較重力勢(shì)能的大小,一般先選定某一個(gè)水平面作參考,若把這個(gè)參考平面的高度設(shè)為 0 ,物體在該水平面上的重力勢(shì)能也為0 ,這樣的水平面稱為零勢(shì)能參考平面。②參考平面上方的物體的重力勢(shì)能是正數(shù),參考平面下方的物體的重力勢(shì)能是負(fù)數(shù)。(2)系統(tǒng)性:重力勢(shì)能與物體和地球的相對(duì)位置有關(guān),是地球與物體組成的系統(tǒng)所共有的。
二、重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系1.重力勢(shì)能的變化:物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,末位置的重力勢(shì)能與初位置的重力勢(shì)能的差。2.重力勢(shì)能變化的表達(dá)式:ΔEp=Ep2-Ep1。3.重力做功的特點(diǎn):重力做功只與始末位置的高度差有關(guān),與路徑無(wú)關(guān)。即WG=mgh,其中h表示始末位置的高度差。
4.重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系:(1)內(nèi)容:①物體從高處下落的過(guò)程中,重力做正功,物體重力勢(shì)能減少。重力對(duì)物體做多少正功,重力勢(shì)能就減少多少。②物體被舉高的過(guò)程中,重力做負(fù)功,物體重力勢(shì)能增加。物體克服重力做多少功,重力勢(shì)能就增加多少。(2)公式:WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。(3)重力勢(shì)能的改變量與參考平面的選擇無(wú)關(guān)。
三、彈性勢(shì)能及其改變1.概念:物體因?yàn)榘l(fā)生彈性形變而具有的能量稱為彈性勢(shì)能。2.影響彈簧彈性勢(shì)能大小的因素:(1)勁度系數(shù)相同時(shí),形變量越大,彈性勢(shì)能越大;(2)形變量相同時(shí),勁度系數(shù)越大,彈性勢(shì)能越大。3.標(biāo)矢性:彈性勢(shì)能是標(biāo)量。4.單位:國(guó)際單位為焦耳,符號(hào)為 J 。
5.彈簧彈力做的功與彈性勢(shì)能改變量的關(guān)系:(1)彈力做正功,彈性勢(shì)能減少,彈力對(duì)外做多少正功,彈性勢(shì)能就減少多少;(2)彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加,克服彈力做多少功,彈性勢(shì)能就增加多少。(3)公式:W彈= Ep1-Ep2 = -Δep 。6.勢(shì)能:人們把這類由相對(duì)位置決定的能量稱為勢(shì)能。
【自我檢測(cè)】1.正誤辨析(1)同一物體在同一位置的重力勢(shì)能可能為3 J,也可能為-10 J。(　　)解析 物體的重力勢(shì)能具有相對(duì)性,選擇不同的零勢(shì)能參考平面,同一物體在同一位置的重力勢(shì)能的大小可能不同。答案 √(2)同一物體在不同位置的重力勢(shì)能分別為Ep1=2 J,Ep2=-5 J,則Ep1Ep2。答案 ×
(3)重力做功一定與路徑無(wú)關(guān),只與初、末位置的高度差有關(guān)。(　　)答案 √(4)發(fā)生形變的物體一定具有彈性勢(shì)能。(　　)解析 彈性勢(shì)能是指發(fā)生彈性形變的物體在恢復(fù)原狀的過(guò)程中能夠?qū)ν庾龉λ哂械哪芰?所指的形變應(yīng)該為彈性形變。答案 ×(5)彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的形變量和勁度系數(shù)有關(guān)。(　　)答案 √(6)彈簧被壓縮時(shí),彈性勢(shì)能減小;彈簧被拉伸時(shí),彈性勢(shì)能增大。(　　)解析 彈簧被壓縮或被拉伸時(shí),彈力都做負(fù)功,彈性勢(shì)能都增加。答案 ×
2.(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　)A.重力做功與物體沿直線或曲線有關(guān)B.物體的位置確定,其重力勢(shì)能大小也隨之確定C.重力勢(shì)能減小時(shí),重力對(duì)物體做正功D.在彈性限度內(nèi),同一彈簧被拉伸和被壓縮相等長(zhǎng)度時(shí),彈性勢(shì)能相同解析 重力做功與物體的路徑無(wú)關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;重力勢(shì)能大小與零勢(shì)能面的選取有關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;重力對(duì)物體做正功時(shí),物體由高處到低處,因而重力勢(shì)能減小,選項(xiàng)C正確;彈簧的彈性勢(shì)能與形變量有關(guān),不管伸長(zhǎng)還是縮短,同一彈簧只要形變量相等,彈性勢(shì)能就相等,選項(xiàng)D正確。答案 CD
【情境導(dǎo)引】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的物體,從高度為h1的位置A分別按下列三種方式運(yùn)動(dòng)到高度為h2的位置B。在這個(gè)過(guò)程中
(1)求出甲、乙兩種情況下重力做的功,它們有何關(guān)系?(2)怎樣求出丙中重力做的功?(3)比較甲、乙、丙三種情況,重力做功有什么特點(diǎn)?
要點(diǎn)提示 (1)甲中WG=mgh=mgh1-mgh2,乙中WG'=mglcs θ=mgh=mgh1-mgh2,二者相等。(2)把整個(gè)路徑AB分成許多很短的間隔AA1、A1A2…,由于每一段都很小,每一小段都可以近似地看作一段傾斜的直線,設(shè)每段小斜線的高度差分別為Δh1、Δh2…,則物體通過(guò)每小段斜線時(shí)重力做的功分別為mgΔh1、mgΔh2、…。物體通過(guò)整個(gè)路徑時(shí)重力做的功WG″=mgΔh1+mgΔh2+…=mg(Δh1+Δh2+…)=mgh=mgh1-mgh2。(3)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置(高度差)有關(guān),而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。
【知識(shí)點(diǎn)撥】1.重力做的功WG=mg(h1-h2),其中h1、h2分別是初、末位置的高度。物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí),重力做正功。物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí),重力做負(fù)功。2.重力做功的特點(diǎn)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),重力對(duì)物體所做的功只與物體初、末位置的高度差有關(guān),與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。3.在一些往復(fù)運(yùn)動(dòng)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的復(fù)雜問(wèn)題中求重力做功時(shí),利用重力做功的特點(diǎn),可以省去大量中間過(guò)程,一步求解。
【實(shí)例引導(dǎo)】例1沿高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.沿坡度小的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)物體克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)物體克服重力做功多D.不管沿怎樣的斜面運(yùn)動(dòng),物體克服重力做功相同解析 不論接觸面是光滑還是粗糙,也不論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng),重力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),只與初、末狀態(tài)物體的高度差有關(guān),所以只有選項(xiàng)D正確。答案 D
變式訓(xùn)練1某游客領(lǐng)著孩子游泰山時(shí),孩子不小心將手中的皮球滑落,球從A點(diǎn)經(jīng)C點(diǎn)滾到了山腳下的B點(diǎn),高度標(biāo)記如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是(　　)A.從A到B的曲線軌跡長(zhǎng)度不知道,無(wú)法求出此過(guò)程中重力做的功B.從A到B過(guò)程中阻力大小不知道,無(wú)法求出此過(guò)程中重力做的功C.從A到B重力做功mg(H+h)D.從A到C重力做功mg(H-h)
解析 重力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān),從A到B的高度是H,故從A到B重力做功mgH,從A到C的高度差是(H-h),故從A到C重力做功mg(H-h),選項(xiàng)D正確。答案 D
【情境導(dǎo)引】如圖所示,起重機(jī)把質(zhì)量為m的樓板從地面上吊到高度為h的樓頂上。(1)分別以地面、樓頂為參考平面,則樓板在樓頂?shù)闹亓?shì)能等于多少?樓板從地面吊到樓頂?shù)倪^(guò)程中,重力勢(shì)能的變化是多少?(2)從結(jié)果可以看出重力勢(shì)能、重力勢(shì)能的變化與參考平面有關(guān)嗎?
要點(diǎn)提示 (1)樓板的重力勢(shì)能分別為mgh、0;重力勢(shì)能的變化均為mgh。(2)樓板重力勢(shì)能的變化與參考平面的選取無(wú)關(guān)。樓板的重力勢(shì)能與參考平面有關(guān)。
【知識(shí)點(diǎn)撥】重力勢(shì)能與重力勢(shì)能變化的關(guān)系
【實(shí)例引導(dǎo)】例2質(zhì)量為m的均勻鏈條長(zhǎng)為l,開始放在光滑的水平桌面上時(shí),有 的長(zhǎng)度懸在桌邊緣,如圖所示,松手后,鏈條滑離桌面,問(wèn)從開始到鏈條剛滑離桌面過(guò)程中重力勢(shì)能變化了多少?(桌面離地面高度大于l)
規(guī)律方法 1.重力勢(shì)能變化的求解方法(1)根據(jù)重力勢(shì)能變化與重力做功的關(guān)系求解,即ΔEp=-WG。(2)根據(jù)重力勢(shì)能變化的定義求解,即ΔEp=Ep2-Ep1。2.鏈條(繩索)模型特點(diǎn)(1)粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)直鏈條(繩索),其重心在長(zhǎng)度的一半處。(2)柔軟鏈條(繩索)不以直線狀(如折線狀)放置時(shí),應(yīng)分段求重力勢(shì)能再求和。(3)選取合理的零勢(shì)能點(diǎn),可以使計(jì)算更方便。
變式訓(xùn)練2如圖所示,傾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上,其上端與斜面頂端齊平,用細(xì)線將物塊與軟繩連接,物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng),直到軟繩剛好全部離開斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面),在此過(guò)程中(　　)A.軟繩重力勢(shì)能共減少了 mglB.軟繩重力勢(shì)能共增加了 mglC.軟繩重力勢(shì)能共減少了 mglD.軟繩重力勢(shì)能共增加了 mgl
【情境導(dǎo)引】如圖所示,幼兒園小朋友們正在興高采烈地玩滑梯。若某位小朋友的質(zhì)量為20 kg,滑梯高2.5 m(g取10 m/s2)。(1)小朋友從梯子底部爬上滑梯頂?shù)倪^(guò)程中,重力勢(shì)能變化了多少?重力做了多少功?(2)小朋友從滑梯頂滑下的過(guò)程中,重力勢(shì)能變化了多少?重力做了多少功?(3)重力做功與重力勢(shì)能的變化存在什么關(guān)系?
要點(diǎn)提示 (1)取地面為零勢(shì)能面。小朋友從梯子底部爬上滑梯頂?shù)倪^(guò)程中,初勢(shì)能Ep1=0,末勢(shì)能Ep2=mgh=500 J,重力勢(shì)能變化量ΔEp=Ep2-Ep1=500 J。重力做功WG=-mgh=-500 J。(2)取地面為零勢(shì)能面。小朋友從滑梯頂滑下的過(guò)程中,初勢(shì)能Ep1=500 J,末勢(shì)能Ep2=0,勢(shì)能變化量ΔEp=Ep2-Ep1=-500 J。重力做功WG=mgh=500 J。(3)重力勢(shì)能的變化量等于重力做功的負(fù)值。
【知識(shí)點(diǎn)撥】1.重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系
2.重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系的理解無(wú)論物體是否受其他力的作用,無(wú)論物體做何種運(yùn)動(dòng),關(guān)系式WG=-ΔEp總是成立的。
【實(shí)例引導(dǎo)】例3用拉力F將一個(gè)重為5 N的小球勻加速提升3 m,如圖所示,在這個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.小球的重力做了15 J的功B.拉力F對(duì)小球做了15 J的功C.小球的重力勢(shì)能增加了15 JD.合力對(duì)小球做的功是0
解析 小球上升,重力做負(fù)功,WG=-mgh=-5×3 J=-15 J,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)樾∏騽蚣铀偕仙?所以拉力F>G=5 N,則拉力做功WF>15 J,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因小球克服重力做功15 J,故小球重力勢(shì)能增加15 J,選項(xiàng)C正確;因?yàn)樾∏騽蚣铀偕仙?所以合力不為零,做功不為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案 C規(guī)律方法 1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,重力勢(shì)能的變化是由重力做功引起的,重力做功的多少是重力勢(shì)能變化的量度。2.重力勢(shì)能變化量的多少與參考平面的選擇無(wú)關(guān),重力做功的多少也與參考平面的選擇無(wú)關(guān)。
變式訓(xùn)練3大型拱橋的拱高為h,弧長(zhǎng)為l,如圖所示。質(zhì)量為m的汽車在以不變的速率v由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是(　　)
A.由A到B的過(guò)程中,汽車的重力勢(shì)能始終不變,重力始終不做功B.汽車的重力勢(shì)能先減少后增加,總的變化量為0,重力先做負(fù)功,后做正功,總功為零C.汽車的重力勢(shì)能先增加后減少,總的變化量為0,重力先做正功,后做負(fù)功,總功為零D.汽車的重力勢(shì)能先增加后減少,總的變化量為0,重力先做負(fù)功,后做正功,總功為零
解析 前半階段,汽車向高處運(yùn)動(dòng),重力勢(shì)能增加,重力做負(fù)功;后半階段,汽車向低處運(yùn)動(dòng),重力勢(shì)能減少,重力做正功。選項(xiàng)D正確。答案 D
1.如圖所示,某物塊分別沿三條不同的軌道由離地面高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上,軌道1、2是光滑的,軌道3是粗糙的,則(　　)A.沿軌道1滑下重力做的功多B.沿軌道2滑下重力做的功多C.沿軌道3滑下重力做的功多D.沿三條軌道滑下重力做的功一樣多解析 重力做功只與初末位置的高度差有關(guān),與路徑無(wú)關(guān),D選項(xiàng)正確。答案 D
2.一個(gè)100 g的小球從1.8 m的高處落到一個(gè)水平板上又彈回到1.25 m的高度,則整個(gè)過(guò)程中重力對(duì)球所做的功及球的重力勢(shì)能的變化是(g取10 m/s2) (　　)A.重力做功為1.8 JB.重力做了0.55 J的負(fù)功C.物體的重力勢(shì)能一定減少0.55 JD.物體的重力勢(shì)能一定增加1.25 J解析 整個(gè)過(guò)程中重力做功WG=mgΔh=0.1×10×0.55 J=0.55 J,故重力勢(shì)能減少0.55 J,所以選項(xiàng)C正確。答案 C
3.如圖所示,“蹦蹦跳”桿中的彈簧向上彈起,從圖中1到2回復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中,關(guān)于小孩的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能的變化,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.重力勢(shì)能減小,彈性勢(shì)能增加B.重力勢(shì)能減小,彈性勢(shì)能減小C.重力勢(shì)能增加,彈性勢(shì)能減小D.重力勢(shì)能增加,彈性勢(shì)能增加解析 小孩高度升高,重力勢(shì)能增加,彈簧形變量減小,彈性勢(shì)能減小,ABD錯(cuò)誤,C正確。答案 C
4.質(zhì)量為20 kg的薄鐵板平放在二樓的地面上,二樓地面與樓外地面的高度差為5 m。這塊鐵板相對(duì)二樓地面的重力勢(shì)能為　　　　 J,相對(duì)樓外地面的重力勢(shì)能為　　　　 J;將鐵板提高1 m,若以二樓地面為參考平面,則鐵板的重力勢(shì)能變化了　　　　 J;若以樓外地面為參考平面,則鐵板的重力勢(shì)能變化了　　　　 J。(g取10 m/s2)?

相關(guān)課件

高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變教學(xué)ppt課件：

這是一份高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變教學(xué)ppt課件，共1頁(yè)。

魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第1章 功和機(jī)械能第4節(jié) 勢(shì)能及其改變教學(xué)ppt課件：

這是一份魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第1章 功和機(jī)械能第4節(jié) 勢(shì)能及其改變教學(xué)ppt課件，文件包含14勢(shì)能及其改變ppt、14勢(shì)能及其改變docx等2份課件配套教學(xué)資源，其中PPT共18頁(yè)， 歡迎下載使用。

高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變課前預(yù)習(xí)課件ppt：

這是一份高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變課前預(yù)習(xí)課件ppt，共25頁(yè)。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，重力勢(shì)能，EPmgh1，Epmgh2，彈性勢(shì)能，本課小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)課件 更多

高中物理第4節(jié) 勢(shì)能及其改變優(yōu)秀備課課件ppt

高中物理第4節(jié) 勢(shì)能及其改變優(yōu)秀備課課件ppt
高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變示范課ppt課件

高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變示范課ppt課件
魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變優(yōu)秀ppt課件

魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變優(yōu)秀ppt課件
物理必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變教課課件ppt

物理必修 第二冊(cè)第4節(jié) 勢(shì)能及其改變教課課件ppt
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊(cè)電子課本

第4節(jié) 勢(shì)能及其改變

版本： 魯科版 (2019)

年級(jí)： 必修 第二冊(cè)

切換課文
  • 課件
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部