鲁科版高中物理必修第二册第1章功和机械能第4节势能及其改变课件

1.定义:物体因为处于一定的高度而具有的能量。2.表达式:Ep=mgh;单位:焦耳,符号:J。3.标矢性:重力势能是标量,但有正负。4.零势能参考平面:高度规定为零的水平面。任何物体在该平面的重力势能为零。第4节势能及其改变必备知识清单破1|重力势能知识点1.重力做功表达式:WG=mgh=mgh1-mgh2,式中h指初位置与末位置的高度差;h1、h2分别指初位

置、末位置的高度。2.重力做功的正负:物体下落时重力做正功,物体被举高时重力做负功,也可以说成物体克服

重力做功。3.重力做功的特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它始末位置的高度差有关,而跟物体运

动的路径无关。4.重力做功与重力势能改变的关系表达式:WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。5.重力势能的相对性:重力势能总是相对零势能参考平面而言的,Ep=mgh中的h是物体重心相

对参考平面的高度。零势能面选择不同,则物体的高度h不同,重力势能的大小也就不同。2|重力做功和重力势能改变的关系知识点1.定义:物体因为发生弹性形变而具有的能量。2.弹簧的弹性势能:弹簧的长度为原长时,弹性势能为0。在弹性限度内,弹簧被拉长或被压缩

时,就具有了弹性势能。弹性势能的大小与形变量的大小和弹簧劲度系数有关。3.弹力做功与弹性势能的改变弹性势能的改变总是与弹力做功相对应,即弹力对外做了多少功,弹性势能就减小多少,克服

弹力做了多少功,弹性势能就增大多少。4.势能:由相对位置决定的能量称为势能,势能是存储于一个物体系统内的能量,不是物体单

独具有的,势能包括重力势能和弹性势能。3|弹性势能知识点

1.重力做功由重力和物体的位移大小决定。

(

)知识辨析判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。

✕

提示由WG=mgh知,重力做功由重力和物体初、末位置的高度差决定。2.同一物体在不同高度时,重力势能不同。

(

)3.同一物体的重力势能Ep1=2J,Ep2=-3J,则Ep1>Ep2。

(

)4.只要弹簧的形变量相同,弹性势能就相同。

(

)

✕

提示弹性势能的大小还与弹簧的劲度系数有关。√√5.弹性势能是由于弹力做功引起的。

(

)6.拉开弹簧时(未超过弹性限度),弹簧弹力做负功,弹簧的弹性势能增加。

(

)√√疑难情境破重力做功与重力势能改变的关系疑难情境探究泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑、地形险峻的地区,因为暴雨、暴雪或其他自然灾

害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。石块从高处落下会对人和建筑

物造成危害,现将该过程简化为如下模型:如图所示,将质量为m的物块从A移到B可以有如下三种方式:方式1:沿着折线AOB路径①移动。方式2:沿着直线AB路径②移动。方式3:沿着曲线ACB路径③移动。问题1

沿着上述三条路径移动物块,重力做的功分别是多少?提示

沿路径①,重力做的功W1=mgh。沿路径②,重力做的功W2=mgsinα·

=mgh。沿路径③,我们可以把整个路径分成许多很短的小段,每小段曲线的长度都很小,近似可以看

成是一段倾斜的直线,设每小段的高度差为Δh1、Δh2、Δh3…整个路径重力所做的功等于每

小段上重力所做功的代数和,则W总=mgΔh1+mgΔh2+…=mgh。问题2

结合上面的讨论,分析重力做功有什么特点。提示

重力做的功与路径无关,与初、末两个位置的高度差有关,重力做的功等于重力与沿

着重力方向的位移的乘积。讲解分析1.对重力做功的理解(1)重力做功大小只与重力和物体高度变化有关,与是否受其他力及运动状态是否改变均无

关。(2)物体下降时重力做正功,物体上升时重力做负功。2.对重力势能的理解(1)重力势能的“四性”①标量性:重力势能是标量,只有大小,没有方向,但有正、负。重力势能正、负的含义:正、

负值分别表示物体处于参考平面上方或下方。②相对性:选取不同的水平面作为参考平面,其重力势能具有不同的数值,即重力势能的大小

与参考平面的选取有关。③绝对性:物体在两个高度不同的位置时,由于高度差一定,重力势能之差也是一定的,即物体

重力势能的变化与参考平面的选取无关。④系统性:重力是由于地球对物体吸引而产生的,如果没有地球对物体的吸引,就不会有重力,

也不存在重力势能,所以重力势能是这个系统共同具有的,平时所说的“物体”的重力势能

只是一种简化的说法。(2)重力做功与重力势能改变的关系①数量关系WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2=-(Ep2-Ep1)=-ΔEp,即重力所做的功等于物体重力势能的减少量。②相互关系a.当物体由高处运动到低处