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课件网) 第4节 势能及其改变 学习任务一 重力势能 学习任务二 重力做功与重力势能变化的关系 学习任务三 弹性势能及其改变 素养提升 随堂巩固 备用习题 练习册 ◆ 答案核查【导】 答案核查【练】 学习任务一 重力势能 ［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空： (1) 定义：物体因为处于一定的_____而具有的能量. (2) 公式：_____，式中 是物体_____到参考平面的高度. (3) 标矢性：重力势能是_____，单位：_____；符号：__. 高度 重心 标量 焦耳 (4) 重力势能的相对性 ① 对同一物体，物体重力势能的大小由物体所处的_____决定，为了便于研究 问题，我们一般先选定一个水平面作参考,这个水平面叫作_____. ② 若把参考平面的高度设为零，则物体在该水平面的重力势能也为零，这样的 水平面称为_____参考平面；选择不同的参考平面,重力势能的数值可能不同. ③ 对选定的参考平面而言,上方物体的高度是_____,重力势能为_____; 下方物体的高度是_____,重力势能为_____.重力势能的正、负号表示大小. 高度 参考平面 零势能 正值 正值 负值 负值 【辨别明理】 (1) 重力势能,,则与 方向相反.( ) × (2) 同一物体在不同位置的重力势能，,则 .( ) √ (3) 在零势能参考平面相同时,同一物体在不同高度，重力势能不同.( ) √ 例1 ［2024·西安高一期末］ 如图所示，质量 的小球，从离桌面 高处由静止下落，桌面离地面的高度 ，若以桌面为参考平 面，重力加速度取 ，下列说法正确的是( ) A.小球在点的重力势能为 B.小球在桌面上的重力势能为 C.整个下落过程中重力势能减少了 D.若改变所选择的参考平面，小球在 、 点的重力势能不变 √ [解析] 若以桌面为参考平面，小球在点的重力势能为 ，A错 误；若以桌面为参考平面，小球在桌面上的重力势能为 ，B正确；若以 桌面为参考平面，小球在点的重力势能为 ,整个下落过程 中重力势能的减少量为 ，C错误；若改变所选择的参考 平面，根据，则小球在、 点的重力势能改变，D错误. 变式1 一棵树上有一个质量为的熟透了的苹果 ,该苹果从树上先落到地面最后滚入沟底.已知与、 与的高度差分别为和,以地面为零势能面, 、、、、 面之间竖直距离如图所示.已知重力加速度为,则该苹果从落下到 的过程中重力势能的减少量和在 处的重力势能分别是 ( ) A.和 B.和 C.和 D.和 √ [解析] 重力势能的减少量 ;在零势能面的下方,其重力势能为负值, .故选C. 【要点总结】 1.重力势能的相对性 重力势能与参考平面的选择有关，式中的 是物体重心到参考平面的 高度.重力势能是标量，只有大小而无方向，但有正、负之分.当物体在参考平面 以上时，重力势能为正值；当物体在参考平面以下时，重力势能 为负值. 2.参考平面选择的任意性 选择参考平面视处理问题的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的 最低点所在水平面为零势能参考平面. 3.重力势能变化的绝对性 物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选择无关， 它的变化是绝对的.我们关注的是重力势能的变化，这意味着存在能的转化问题. 学习任务二 重力做功与重力势能变化的关系 ［物理观念］ 如图所示，一个质量为的物体从高度为的位置 分别按下列三种方式运动到 高度为的位置，重力加速度为 .请思考： (1) 根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功. [答案] 甲中 ， 乙中 . (2) 求出丙中重力做的功. [答案] 把整个路径分成许多很短的间隔、、 ，由于每一段都很短，每一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度分别为、 、 ，则物体通过每小段斜线时重力做的功分别为 、、 ，物体通过整个路径时重力做的功 . (3) 重力做功有什么特点 [答案] 物体运动时，重力对物体 ... ...
