第四节 势能 [物理观念] (1)甲中WG=mgh=mgh1-mgh2,乙中WG'=mgscos θ=mgh=mgh1-mgh2. (2)把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2、…,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Δh1、Δh2、…,则物体通过每小段斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2、…,物体通过整个路径时重力做的功WG″=mgΔh1+mgΔh2+…=mg(Δh1+Δh2+…)=mgh=mgh1-mgh2. (3)物体运动时,重力对物体做的功只跟物体的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关. [教材链接] 1.起点和终点的位置 无关 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.(2)重力 高度 (3)焦耳 2.减少 增加 Ep1-Ep2 例2 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 D [解析] 前半阶段,汽车向高处运动,重力势能增加,重力做负功;后半阶段,汽车向低处运动,重力势能减少,重力做正功,选项D正确. [教材链接] 2.相同 3.正值 正值 负值 负值 例3 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. 例4 BC [解析] 小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面,下降的竖直高度都相同,所以重力做功一样多,A错误,B正确;重力势能的变化量与零势能面的选取无关,重力做的正功就等于重力势能的减小量,重力做功为mgh,重力势能的减少量为mgh,C正确,D错误. [教材链接] 1.(1)弹性形变 (2)形变量 劲度系数 ①形变量 ②劲度系数 2.作用 位置 3.(1)地球 (2)系统 例5 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,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. 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.BD [解析] 以水平地面为零势能面,小孩在最高点时,Ep=mg(h-0)=40×10×1.2 J=480 J,故B正确,A错误;以重心到达的最高点所在水平面为零势能面,小孩在最低点时,Ep=mg×(0.5 m-1.2 m)=-40×10×0.7 J=-280 J,故D正确,C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.第四节 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. 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] 重力的方向与运动方向相反,重力做负功,重力势能增加,故D正确. 4.C [解析] 假设“翁”的重心在O点,则倾斜后,支持力方向还是沿半径过球心,“翁”仍平衡,不会自动恢复直立,假设重心在O点上方,“翁”倾斜后会倾倒,更不会自动直立,所以重心位于O、P连线上且在O点下方某处,故A、B错误;“翁”静止时重心位置最低,所以从直立 ... ...
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