势能课件高一下学期物理粤教版

4.4势能4.4势能新粤教版（2019）高中物理必修第二册

第四章

耸立在峭壁上的石头落下时能在地面上砸出很深的坑,蓄能水电站水库中的水从高处被释放时能带动发动机发电,紧绷的弓弦能够把箭射出去,如上图所示.在上述情境中,高处的石头、水和发生弹性形变的弓弦都具有潜在的能量.那么,这种能量是什么?又具有什么特点?物体由于位于高处而具有的能量叫作重力势能，用符号ＥＰ表示。重力势能影响重力势能的因素

将一个质量为m、静止的物块，匀速举高h。试导出物块此时重力势能的表达式。分析：外力F对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的重力势能。mｈＦ【说明】

1.重力势能的表达式：EP=mgh（重力势能等于物体所受重力与所处高度的乘积）2.重力势能是标量，SI制中，

单位为：焦耳（J）3.重力势能是状态量。4.重力势能具有相对性——参考平面（若无特别说明一般取地面为参考平面）

放在书柜中第二层的一本书选用不同的参考平面，它的重力势能有什么不同？mgh-3mgh0重力势能的相对性（1）选择不同的参考平面，同一位置的物体重力势能不相等（2）重力势能有正、负正：说明物体在参考平面的上方负：说明物体在参考平面的下方（3）正、负表示重力势能的数值。讨论：-10J的重力势能与5J的重力势能大小关系？重力势能的相对性如图所示,一个质量为m的小球,从同一高度h处分别沿竖直方向下落、沿斜面下滑、沿水平方向抛出,最后落到同一水平面上.小球沿上述三条不同路径运动，重力对小球所做的功相同吗?重力做功与物体运动的路径有关吗?重力做功的特点讨论与交流θL

小球沿上述三条不同的路径运动,重力对小球所做的功WG均为mgh,与小球运动的具体路径无关.WG=mgh

下面我们对此进行理论分析这一过程中,重力所做的功一个质量为m的物体,在重力的作用下,从高度为h1的位置A,沿任意路径运动到高度为h2的位置B.则重力所做的功重力做功只与运动物体的起点和终点的位置有关，而与运动物体所经过的路径无关

重力做功的特点Ah2Δhh1BWG=mgh1-mgh2WG=Ep1-Ep2

=-(Ep2-Ep1)

=-△Ep重力做功与重力势能的关系求物体m从A落到B的过程中,重力做的功WG=-△EpABh1Δhh2WG=Ep1-Ep2

重力做功WG(正、负）重力势能EP（增、减）重力做功和重力势能变化的关系物体上升物体下降正负减少增加重力做的功等于重力势能的减少物体克服重力做的功等于重力势能的增加重力做正功时,重力势能减少;重力做负功时,重力势能增加例：

质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．(g=10m/s2)参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面6J10J-4J010J10J减少10J减少10J►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同►对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关h1h2AB结论：△EP=EP2－EP1

=mgh2－mgh1=－（mgh１－mgh２）

=－WG重力做功与重力势能变化的关系温馨提示：重力势能与参考面的选取有关，但重力势能的变化与参考面的选取无关（Ep1为初位置重力势能，Ep2为末位置重力势能）弹性势能

发生弹性形变的物体,如上紧的发条、扭绞的橡皮筋在恢复原状过程中,能够对外界做功,因而它们具有能量,这种能量叫作弹性势能.【讨论与交流】影响弹性势能的因素：弹性势能(2)将同一个小球依次放在劲度系数不同的弹簧上,使不同的弹簧产生相同大小的形变,迅速放手,使小球反弹,比较小球所能到达的最大高度观察与思考如图4-4-6所示,取两根劲度系数不同的弹簧和一个轻质小球(1)分别用大小不同的力把小球压在同根弹簧上,使同一根弹簧产生不同的形变,迅速放开手,使小球反弹,比较小球所能到达的最大高度从上述实验中,可以得到什么实验结论?①弹性势能的大小与形变量有关②弹性势能的大小与劲度系数有关（x越大，EP越大）（k越大，EP

越大）(1)弹力做功和弹性势能有什么关系?(2)弹力是变力，如何计算弹力做功?x2x1弹性做功梯形面积表示弹力对物体做的功，则x2x1OxFkx1kx2W=(kx1+kx2)(x2-x1)2

是一个特殊的物理量具有弹性势能的特征弹簧的劲度系数弹簧的伸长量或压缩量弹簧的弹性势能(1)一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零(2)x为弹簧的伸长量或压缩量(3)x,EP具有相对性弹簧的弹性势能的表达式说明：

①弹力做正功，弹性势能减小；

②弹力做负功，弹性势能增大。弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做功等于弹性势能的减少量.

△EP=EP2－EP1=－WF物体的重力势能是由于物体受到地球重力的作用而产生的.因此,重力势能属于物体和地球组成的系统重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的,弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的.因此,与相互作用物体的相对位置有关的能量叫作势能弹性势能也是发生弹性形变的物体与此时受弹力作用的物体组成的系统所共有的势能是相互作用物体组成的系统所共有的重力势能是地球与受重力作用的物体组成的系统所共有的.【拓展】关于势能的共性：

1.势能是由相互作用物体之间的作用力和相对位置决定的。

2.所有势能都是相对的，应特别注意零势能点(面)的选取。

3.(~~~)势能变化与(~~~)力做功的关系①(~~~)力做正功，(~~~)势能减小；②(~~~)力做负功，(~~~)势能增大。小结【注意】1.做功可以改变物体的能量，

功是能量改变的量度。2.各种能量之间可以进行转化。1.(双选)下列关于重力势能的说法正确的是()A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的B.重力势能的大小是相对的C.重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零AB练习2.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法不正确的是()A.重力对物体做正功，物体的重力势能一定减少B.物体克服重力做功，物体的重力势能一定增加C.地球上任一物体的重力势能都是一个确定值D.重力做功的多少和重力势能的变化都与参考平面的选取无关C3.一个100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g=10m/s2)(

)A.重力做功为1.8JB.重力做了0.55J的负功C.球的重力势能一定减少0.55JD.球的重力势能一定增加1.25J

CWG=mgΔh=mg(h1-h2)=0.55J

4.沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是(

)A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多C．沿坡度小，粗糙程度大的斜面运