2 重力势能 [教材链接] (1)起点和终点的位置 例1 D [解析] 重力做功与物体的运动路径无关,只与物体初、末位置的高度差有关,从A到B的高度差是H,故从A到B过程中重力做功为mgH,从A到C的高度差是(H-h),故从A到C过程中重力做功为mg(H-h),选项D正确. [教材链接] (1)重力做的功 重力势能 (3)③正值 正值 负值 负值 例2 D [解析] 根据题意知,已选定桌面为参考平面,则小球在最高点时的高度为H,小球在桌面处的高度为零,小球在地面上时的高度为-h,所以小球落到地面上时,它的重力势能为Ep=-mgh,选项D正确. [科学推理] 小球从A到B,重力做功WG=mgΔh=mg,以地面为零势能参考面,重力势能的变化ΔEp=mgh2-mgh1,可见WG=-ΔEp. 例3 BC [解析] 小球上升过程,重力做负功,WG=-mgh=-5×3 J=-15 J,选项A错误;因为小球匀速上升,所以拉力F=G=5 N,则拉力做功WF=Fh=5×3 J=15 J,选项B正确;因小球克服重力做功15 J,故小球重力势能增加15 J,选项C正确;因为小球匀速上升,合力为零,则合力做功为0,选项D错误. 变式1 C [解析] 足球由1运动到2的过程中,高度增加,重力做负功,应用-mgh表示,A错误;足球由1运动到3的过程中,足球的高度初、末位置一致,重力不做功,B错误;足球由2运动到3的过程中,足球的高度越来越低,重力做正功,重力势能减少,2、3两位置的高度差是h,所以重力势能减少了mgh,C正确;分析重力势能的变化,只要找出高度的变化即可,与选不选参考平面没有关系,D错误. [教材链接] (1)弹力 (2)形变量 劲度系数 例4 ABC [解析] 理解弹性势能时要明确研究对象是发生弹性形变的物体,而不是使之发生形变的物体,故D错误.弹簧弹性势能的大小跟形变量有关,对于同一弹簧,在弹性限度内,形变量越大,则弹性势能越大,弹簧的弹性势能还与劲度系数有关,当形变量一定时,劲度系数越大,则弹簧的弹性势能越大,故A、B、C正确. 素养提升 示例 98 J [解析] 铁链从初状态到末状态,它的重心位置升高了h=,因而铁链的重力势能增加了ΔEp=mgh=mg·=98 J,故克服重力做的功为98 J. 变式2 重力势能减少mgl [解析] 方法一:链条从开始到刚滑离桌面过程中,相当于将初态桌面上的的链条移至末态的下端处,故重心下降了l,所以重力做功为WG=mg·l=mgl 重力势能变化ΔEp=-WG=-mgl. 方法二:以桌面为参考平面,初态时链条的重力势能 Ep1=-mg×=-mgl 末态时链条的重力势能Ep2=-mg×=- 故重力势能变化ΔEp=Ep2-Ep1=-mgl. 随堂巩固 1.B [解析] 根据重力做功的公式可知W=mg(h1-h2)=,故B正确. 2.A [解析] 取桌面所在的平面为零势能面,则Ep1=0,物体乙在桌面以下,Ep2<0,所以Ep1>Ep2,故A正确. 3.B [解析] 对于同一个参考平面,若A物体重力势能为-1 J,B物体重力势能为-3 J,则EpA>EpB,故A错误;重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的,故B正确;重力势能的大小与参考平面的选取有关,重力做功的大小与参考平面的选取无关,故C错误;克服重力做功即重力做负功,物体的重力势能增大,故D错误. 4.B [解析] 选项A、C、D中物体的形变量均减小,所以弹性势能减小;选项B中弹簧的形变量增大,所以弹性势能增加.2 重力势能 1.D [解析] 重力做功只与物体初、末位置的高度差及物体质量有关,与其他因素无关,故A、B、C错误,D正确. 2.C [解析] 从图中可看出,用背越式越过横杆时运动员的重心可能在腰部下方,即重心可能在横杆的下方,运动员克服重力所做的功不一定大于mgh,而跨越式跨过横杆时,运动员的重心一定在横杆之上,运动员克服重力所做的功一定大于mgh,故C正确. 3.D [解析] 重力势能取决于物体的重力和高度,A错误;重力势能的大小与零势能面的选取有关,若物体在零势能面下方,则重力势能为负值,故B错误;重力势能的大小与零势能面的选取有关,若选取地面上方的水平面为零势能面,则地面上的物体重力势能 ... ...
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