4 势能 ［学习目标］ 1.知道重力做功的特点(重点)。2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系(重难点)。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(重点)。4.理解弹性势能，知道影响弹性势能大小的相关因素。 一、重力做功的特点 如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题(重力加速度为g)： (1)求出图甲、乙、丙三种情形中重力所做的功； (2)重力做功有什么特点？ _____ 1.重力做功的表达式：W重力= = ，式中h1、h2代表始、末两个位置的高度，Δh为始、末位置的高度差。 2.重力做功的特点 重力对物体所做的功与物体的运动路径 ，仅由物体的 和初、末两个位置的 决定。 3.物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功。 4.重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，即恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关。 (1)物体所处的高度只要发生变化，其重力一定做功。 ( ) (2)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。 ( ) (3)重力做功与物体是否受到其他力无关，与物体的运动状态无关。 ( ) 例1 如图所示，质量为m的小球从斜面上高为h处的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达高的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(重力加速度为g) ( ) A. B. C.mgh D.0 二、重力势能 1.定义：物体所受的重力mg与它所处的位置高度h的乘积，是由物体的 决定的一种能量，称为重力势能。常用Ep表示。 2.表达式：Ep= 。 3.单位： (J)，重力势能是标量。 4.重力势能的相对性： 零势能面原则上是可以 选取的，因此一个物体的势能的数值是 的(相对于零势能面)。 5.重力势能的系统性 重力势能是地球和受重力作用的物体组成的系统所 的。 6.重力势能与重力做功的关系 (1)重力所做的功 物体重力势能的减少量。 (2)公式：WG= 。 (3)当物体由高处运动到低处时，重力做 功，重力势能 ，重力势能减少的数量 重力所做的功；当物体由低处运动到高处时，重力做 功，重力势能 ，重力势能增加的数量 物体克服重力所做的功。 (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)重力做功WG=-20 J，则物体的重力势能减小20 J。 ( ) (4)同一物体的重力势能Ep1=2 J，Ep2=-3 J，则Ep1>Ep2。 ( ) 例2 如图所示，水平桌面距地面的高度为0.8 m，一物体(可看成质点)质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取10 m/s2) (1)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量； _____ (2)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量； (3)比较以上计算结果，说明什么问题？ _____ 例3 如图所示，质量为m，长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使长度的垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边过程中重力势能的变化量为 ( ) A.-mgL B.-mgL C.-mgL D.-mgL 三、弹性势能 1.定义：物体由于发生 而具有的能量。 2.影响弹性势能的因素：取决于物体的形变量的大小，形变量 ，弹性势能越大。 3.重力势能和弹性势能都属于 。 4.对弹性势能的理解 (1)系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变 ... ...
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