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课件网) 第4节 势能及其改变 知识 清单破 知识点 1 知识点 1 重力势能 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。 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。 知识点 1 知识点 2 重力做功和重力势能改变的关系 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。 知识点 1 知识点 3 弹性势能 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ”。 1.重力做功由重力和物体的位移大小决定。 ( ) 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=2 J,Ep2=-3 J,则Ep1>Ep2。 ( ) 4.只要弹簧的形变量相同,弹性势能就相同。 ( ) 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 疑难1 重力做功与重力势能改变的关系 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=mg sin α· =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。 提示 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。 提示 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 ... ...
