重力势能高一下物理人教版（2019）必修第二册+

第八章机械能守恒定律2重力势能教学目标：1、知道重力做功的特点.2、理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系.3、知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球组成的“系统”所共有的.4、理解弹性势能，知道影响弹性势能大小的相关因素.一、重力势能：物体的重力势能等于它所受的重力和所处高度的乘积．二、重力势能的相对性重力势能与参考平面的选取有关．但重力势能的变化量与参考平面的选取无关．三、重力势能的系统性势能是物体和地球所共有的．四、重力做功：与起点和终点的位置有关,与物体的路径无关．五、重力做功与重力势能变化的关系：绝对值相等小结ABh1h2hθLmACh1h2hh1h2Δh1Δh2Δh3ACh1.物体竖直下落2.物体沿斜线运动3.物体沿曲线运动重力做功的特点1.当物体由高处向低处运动时：2.当物体由低处向高处运动时：重力做正功，重力势能减小,重力做负功，

重力势能增大,减少的重力势能等于重力对物体做的功增加的重力势能等于物体克服重力做的功重力做功和重力势能变化的关系1.参考平面：重力势能的相对性（1）在参考平面上，物体的重力势能为

(又称

面)。（2）重力势能具有

，计算时必须事先选定

。（3）参考平面的选取是任意的，视问题处理方便为原则；通常选择

或

为参考平面。2.重力势能是标量，但有

，且正负表示

。人为选定的高度定为0的水平面0零势能相对性参考平面地面最低点正负之分所处位置与参考平面的关系（1）若物体在参考面，h=0故Ep=0（2）若物体在参考面上方，则h＞0为正值，Ep也是正值；（3）若物体在参考面下方，则h＜0为负值，Ep也是负值；也表大小（与功的正负不同）(1)在参考平面相同时，同一物体在不同高度时，重力势能不同。(

)(2)重力做功与路径无关，但重力势能的变化与路径有关。(

)(3)重力势能Ep1＝10J，Ep2＝－10J，则Ep1与Ep2方向相反。(

)(4)重力做功WG＝－20J，则物体的重力势能减小20J。(

)(5)同一物体的重力势能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，则Ep1>Ep2。(

)√×××√【典例】（2021·江苏扬州市·扬州中学高一月考）一根弹簧的弹力﹣位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量8cm变到伸长量4cm的过程中（）A．弹力所做的功是3.6J，弹性势能减少了3.6JB．弹力所做的功是1.8J，弹性势能减少了1.8JC．弹力所做的功是﹣3.6J，弹性势能增加了3.6JD．弹力所做的功是﹣1.8J，弹性势能增加了1.8J典例分析【正确答案】B【典例】沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面上拉同一物体到顶端，以下说法正确的()A.沿坡度小，长度大的斜面上升重力势能增加量大B.沿长度大，粗糙程度大的斜面上升重力势能增加量大C.重力势能增加量一样多D.无法确定典例分析【正确答案】C如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹性势能和弹力的变化情况是()A.弹力变大，弹性势能变小B.弹力变小，弹性势能变大C.弹力和弹性势能都变小D.弹力和弹性势能都变大练习：物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：A、重力做功为50J；B、物体的重力势能一定增加了50J；C、物体的势能一定减少50J；D、重力做了50J的负功。一个100g的球从1.8米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.物体的重力势能一定减少0.55JD.物体的重力势能一定增加1.25J典例探究例.某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示,则下列说法正确的是 (

)A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功C.从A到B重力做功mg(H+h)D.从A到B重力做功mgHD练习3一质量为m、长度为L的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂．用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距1/3L.重力加速度大小为g.在此过程中，绳的重力势能增加()A.1/9mgL B.1/6mgLC.1/3mgL D.1/2mgLA外力做正功且动能不变，则重力势能增加外力做功=重力势能增加量典例探究例把的情境改为如图所示,质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达

的D点时,速度为零,在这个过程中,重力做功为 (

)A.

B.C.mgh

D.0B如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力

F作用下物体处于静止状态。当撤去

F

后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()A.弹簧的弹性势能逐渐减小B.弹簧的弹性势能逐渐增大C.弹簧的弹性势能先增大再减小D.弹簧的弹性势能先减小再增大BFD 练习3长一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h的地方由静止下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，则()A．h越大，弹簧在A点的压缩量越大B．弹簧在A点的压缩量与h无关C．h越大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能越大D．小球最终在A点静止时弹簧的弹性势能为mghB随堂练：(2020·唐山高一检测)在离地面80m处无初速度地释放一小球,小球质量为m=200g,不计空气阻力,g取10m/s2,取释放点所在水平面为参考平面。求:(1)在第2s末小球的重力势能;(2)在第3s内重力所做的功和重力势能的变化。【典例】在离地80m处无初速度释放一小球，小球质量为m=0.2kg，不计空气阻力，g取10m/s2，取最高点所在平面为零势能参考面。求：(1)在第2s末小球的重力势能；(2)在第3s内重力所做的功，重力势能的变化。【解析】(1)由得：h=-20m，EP=mgh=-40J(2)第3s末时物体所处位置：典例分析

关于弹性势能，下列说法中正确的是()A.任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能B.任何具有弹性势能的物体，都一定发生了弹性形变C.物体只要发生形变就一定有弹性势能D.弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有关AB西双湖风景区内的十七孔桥（如图甲）是除水晶塔之外的又一标志性建筑，它不仅是南北两湖的分界点，更是联系东西两方景区的交通要冲，其模型可简化为图乙、已知孔桥的拱高为h，A、B两点在同一水平面上、一游客在由A点运动到B点的过程中，以下说法正确的是（）A．游客的重力势能先增大后减小，重力先做正功后做负功B．游客的重力势能先减小后增大，重力先做负功后做正功C．游客的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功D．游客在整个运动过程中重力做的总功不为零【例题】（多选）关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（

）A．弹簧的弹性势能与其被拉伸（或压缩）的长度有关B．弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数有关C．对于同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，则弹性势能越大D．弹性势能的大小与使弹簧发生形变的物体有关如图，在一次“蹦极”运动中，人由高空跃下到最低点的整个过程中，下列说法正确的是：A.重力对人做正功B.人的重力势能减小了C.“蹦极”绳对人做负功D.“蹦极”绳的弹性势能增加了ABCD（2）如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否会改变？例与练参考平面小球在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6J-4J10J-10J地面10J0J10J-10J（3）重力做的功和重力势能变化的数值是否会因参考平面的不同而发生变化？（4）重力做的功和重力势能的变化有什么关系？重力势能、重力做功、重力势能的变化与是否存在空气阻力无关一个确定的过程，WG和∆EP与参考平面的选取无关WG=

-∆Ep以下说法是否正确？如果正确，说出一种可能的实际情况；如果不正确，说明这种说法为什么错误。（1）物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J。（2）物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J。（3）物体运动，重力做的功是-1J，但物体重力势能的增加量不是1J。（4）没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，重力做的功是-1J；有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，重力做的功大于-1J。练习与应用

以下说法是否正确？如果正确，说出一种可能的实际情况；如果不正确，说明这种说法为什么错误。（3）物体运动，重力做的功是-1J，但物体重力势能的增加量不是1J；（4）没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，重力做的功是-1J；有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，重力做的功大于-1J。(3)错误。根据WG=Ep1–Ep2可知，重力做-1J的功，物体重力势能的增加量为1J。(4)错误。重力做功只与起点和终点的位置有关，与路径无关，A、B两点的位置不变，从A点到B点的过程中，无论经过什么路径，是否还受到其他的力，重力的功都是相同的。解：练习与应用

以下说法是否正确？如果正确，说出一种可能的实际情况；如果不正确，说明这种说法为什么错误。（1）物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J；（2）物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J；(1)正确。物体在拉力的作用下向上运动，如果做匀加速直线运动，这时拉力的功大于重力势能的增加量。如果物体做匀减速直线运动，这时拉力的功小于重力势能的增加量。(2)错误。物体匀速上升，拉力的大小等于重力的大小，拉力的功一定等于重力势能的增加量。解：如图8.2-8，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为h。重力加速度为g。（1）足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？足球的重力势能减少了多少？如图所示，O为弹簧的原长处．(1)物体由O向A运动(压缩)或由O向A′运动(伸长)时，弹力做___功，弹性势能______，其他形式的能转化为弹性势能.负增加(2)物体由A向O运动，或者由A′向O运动时，弹力做____功，弹性势能______，弹性势能转化为其他形式的能.正减少(3)弹力做功与弹性势能变化的关系可表示为_______________注意：弹力做功与弹性势能变化有唯一的对应关系，弹力做多少正(负)功，弹性势能就减少(增加)多少．W＝－ΔEp填一填变式世界上五大最高摩天轮排行，中国两个上榜，第一高达450米，假设一个50kg的乘客从地面乘坐该摩天轮到达最高点，则：(1)乘客重力做功为多少？(2)乘客的重力势能变化了多少？(3)由(1)、(2)可知，重力做功与重力势能的变化有什么关系？任务：弹性势能