江苏省常州市西夏墅中学高三物理“机械能”第5课时 重力势能和弹性势能复习学案.doc

江苏省常州市西夏墅中学高三物理“机械能”第5课时 重力势能和弹性势能复习学案【基础知识梳理】1、重力做功的特点：只与它的 和 的位置有关，而与物体运动的 无关。2、势能：（1）重力势能：地球上的物体由具有跟它的 有关的能量叫重力势能表达式ep= .理解：重力势能具有 性，一般以 为参考平面。重力势能是 量，ep0表示： ep0表示： 重力势能具有 性，它是物体和地球这一系统共同所有，单独一个物体谈不上具有势能即：如果没有地球，物体谈不上有重力势能平时说物体具有多少重力势能，是一种习惯上的简称重力做功与重力势能变化的关系：表达式 具体阐述：重力做了多少正功，重力势能就 重力做了多少负功，重力势能就 （2）弹性势能：物体因发生 而具有的势能叫做弹性势能。弹性势能的大小与 有关具体阐述：弹力做了多少正功，弹性势能就 弹力做了多少负功，弹性势能就 探究弹性势能的表达式：所体现的思维：分析弹性势能转移到分析 问题，将弹簧的形变分成 ，每一小段中近似认为拉力是 ，所以每一小段拉力做功分别为：w1=f1l1、w2=f2l2、。，w总=w1+w2+。=f1l1 +f2l2+。如何计算上述表达式？ 【典型例题】例1、质量为m的小球，从离桌面h高处由静止下落，桌面离地的高度为h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是（ ）a、mgh ,减少mg(hh) b、mgh ,增加mg(h+h)c、mgh ,增加mg(hh) d、mgh ,减少mg(h+h)例2、如图所示，轻质弹簧的一端与墙相连，质量为2kg的滑块以5m/s的速度沿光滑平面运动并压缩弹簧。求（1）弹簧在被压过程中最大弹性势能；（2）当木块的速度减为2m/s时，弹簧具有的弹性势能。例3、如图所示，一个质量为m的物体放在水平地面上，物体上方安装一个长度为l，倔强系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的p点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离，在这一过程中，p点的位移(开始时弹簧为原长)是h，则物体重力势能增加量为( )（）mgh （） （） （）分析：活学活用：如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1，m2的物块1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态.现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.在此过程中，物块2的重力势能增加了_，物块1的重力势能增加了_。分析：例4、某同学想研究弹簧的弹性势能ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x，该过程拉力做的功w等于弹性势能的增加量，即ep。根据本实验所得，弹力f和弹簧伸长量x的关系为fkx。拉力的平均值为。他猜想弹性势能的表达式应该就是ep。他找到一根弹簧、一个木板、一个重g5.0n的长方体形金属块，设计了一个实验，利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是：（1）将金属块悬挂在该弹簧下方，静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm，由此得出该弹簧受单位作用力伸长_，即f=kx式中的比例函数k为_n/m。（2）将金属块放在长木板上，调节长木板的倾角，当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm，底边长为40.00cm，由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数=_。（3）如图将弹簧一端固定在竖直墙上，另一端与金属块接触，用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放，滑块脱离弹簧后，又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块在长木板上滑行的距离s，将对应数据填写在下面的表格中。x/cm1.502.002.503.003.504.00s/cm4.508.1012.4518.0024.4632.05请你根据他的思路完成该实验，并验证结果是否符合猜想ep。分析：【课后巩固】1关于重力势能的几种理解，正确的是( )a重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功 b放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零c在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等d相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能2当重力对物体做正功时，物体的( )a. 重力势能一定减少，动能一定增加 b重力势能一定增加，动能一定减少c重力势能一定减少，动能不一定增加 d重力势能不一定减少，动能也不一定增加3沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是( )a沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多b沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多c沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多d上述几种情况重力做功同样多4如图所示，一个物体以速度v0冲向竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体之间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是( )a、物体对弹簧所做的功与弹簧的压缩量成正比b、物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等c、弹簧的弹力做正功，弹簧的弹性势能减小d、弹簧的弹力做负功，弹簧的弹性势能增加5、如图所示，一物体由a点以初速度v0下滑到底端b，它与挡板b做无动能损失的碰撞后又滑回到a点，其速度正好为零，设a、b两点高度差为h，则它与挡板碰撞前的速度大小为( )ab cd过程：6、一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示，让钢球向左压缩弹簧一段距离后静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为s。（1）请你推导出弹簧的弹性势能ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h，水平距离s等物理量的关系式：_弹簧长度压缩量x/cm1.001. 502.002.503.