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课件网) 4.1 势能的变化与机械功 自主阅读 自我检测 一、重力势能的大小 1.定义:物体由于被举高而具有的能量。 2.表达式:Ep=mgh。 3.单位:国际单位是焦耳,符号为J。 4.相对性:重力势能具有相对性,确定物体的重力势能时,应先规定一个参考平面,物体位于参考平面上方时重力势能为正值,在其下方时的重力势能为负值。 5.某一物体在两个位置的重力势能分别是Ep1=2 J,Ep2=-3 J,则Ep1与Ep2大小关系如何 提示:重力势能是标量,对于同一个物体,重力势能的正负就表示它的大小,故Ep1>Ep2。 自主阅读 自我检测 二、重力做功与重力势能的改变 1.重力做功的特点: 重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关;重力做功总是对应于物体重力势能的变化,两者的大小相等,并且与是否存在其他作用力及其他力是否做功无关。 2.两者间的关系: 3.两者的关系式:W=Ep1-Ep2=-ΔEp,其中ΔEp为物体重力势能的增量,ΔEp=Ep2-Ep1。 自主阅读 自我检测 4.物体重力势能的变化可以用重力做功的多少来量度。 5.如图所示,质量为m的物体自高度为h1的A处下落至高度为h2的B处,则此过程中重力做的功为多少 提示:由功的计算方法可得,此过程中重力做功W=mgΔh=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2。 自主阅读 自我检测 三、弹性势能 1.定义:物体发生弹性形变时具有的势能叫做弹性势能。 2.影响因素:弹簧的弹性势能与自身的劲度系数k的大小及伸长量x或压缩量x有关。 3.表达式:Ep= kx2。 4.右图是网球运动员用球拍击打网球瞬间,网球接触球拍,球拍发生形变,然后将球弹出,试分析这一过程弹性势能的变化。 提示:网球接触球拍时弹力做负功,弹性势能增加,球拍将球弹出时,弹力做正功,弹性势能减少。 自主阅读 自我检测 1.正误辨析 (1)物体的重力势能只与物体高度有关。 ( ) (2)一个物体的重力势能从-6 J变化到-3 J,重力势能变大了。 ( ) (3)重力势能的变化只与重力做功有关。 ( ) (4)弹簧越长,弹性势能越大。 ( ) (5)弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加。 ( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ 自主阅读 自我检测 2.右图是某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上,轨道1、2是光滑的,轨道3是粗糙的,则( ) A.沿轨道1滑下重力做的功多 B.沿轨道2滑下重力做的功多 C.沿轨道3滑下重力做的功多 D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多 解析:重力做功只与初末位置的高度差有关,与路径无关,选项D正确。 答案:D 自主阅读 自我检测 3.质量为3 kg的物体放在高4 m的平台上,g取10 m/s2。 (1)物体相对于平台表面的重力势能是多少 (2)物体相对于地面的重力势能是多少 (3)物体从平台落到地面上,重力势能变化了多少 解析:(1)以平台为参考平面,物体的重力势能为0。 (2)以地面为参考平面,物体的重力势能 Ep=mgh=3×10×4 J=120 J。 (3)以地面为参考平面,物体落到地面,重力势能变化了 ΔEp=0-120 J=-120 J。 答案:(1)0 (2)120 J (3)减少了120 J 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 知识点三 对重力势能的理解 下图为三峡大坝的侧视图,那么三峡大坝为什么修建的如此高大 要点提示:大坝修得越高,水具有的重力势能越大,水的发电能力越强。 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 知识点三 1.重力势能的性质 (1)重力势能的相对性 重力势能具有相对性,即重力势能的大小与零势能面的选取有关。 (2)重力势能变化量的绝对性 当一个物体由一个位置运动到另一个位置时,重力势能之差是一定的,与参考平面的选取无关。实际问题中我们更关注的是重力势能的变化量。 (3)重力势能的系统性 所谓物体的重力势能,实际上是地球和物体组成的系统所共有的,并非物体单独所有,通常所说的物体具有多少 ... ...
