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课件网) 第一章 功和机械能 第4节 势能及其改变 雪崩 雪崩破坏力强大是由于大量积雪处在一定高度而具有巨大能量。 这种能量有什么特点？它与积雪所处的高度有什么关系？与重力又有什么关系？ 1.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算。 2.能推导并理解重力做功与路径无关的特点。 3.能够通过实验探究重力势能和弹性势能与哪些因素有关。 1.定义：物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能。 一、重力势能 高处的积雪 顶端的过山车 打夯时被举高的重锤 思考：重力势能的大小与哪些因素有关？ 探究影响物体重力势能大小的因素 质量 高度 猜想与假设 实验方法 控制变量法 转换法 实验器材 你能从实验现象中得出什么结论？ 质量一定，高度越高，重力势能越大；高度一定，质量越大，重力势能越大 一、重力势能 1.概念：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。 3.国际单位：焦耳(J) 1kg·m/s2·m=1N·m=1J 2.大小： Ep=mgh 4.重力势能是标量、状态量，但有正负，正负表示重力势能的大小 5.系统性：重力势能是地球与物体组成系统所共有的。 6.重力势能具有相对性 h h h A h h h A h h h A B B B EpB=-3mgh EpA=2mgh EpB=-2mgh EpA=0 EpA=-mgh EpB=0 1.为了比较势能的大小，我们通常选一个参考面，令处在参考面的物体的重力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体的重力是负数。 2.参考面的选取不影响重力势能的变化： EpB－EpA ＝-2mgh 活动 请同学们分别计算以下三种情况下重力所做的功 二、重力做功与重力势能变化的关系 情景1：物体竖直下落（ A 到 B） A h B h1 h2 WG=mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 A C h θ L h1 h2 WG=mgLcos θ =mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 情景2：物体沿斜线运动（ A 到 C） 情景3：物体沿曲线运动 （ A 到 C） A △h1 θ l Δh1 Δh2 Δh3 A C h h1 h2 物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关（只跟它的初末位置的高度差有关），而跟物体运动的路径无关。 初态和末态的表达式均为“”，可见“”是一个具有特殊意义的物理量。 结论： 移动路径 重力做功 初状态 重力势能 末状态 重力势能 重力势能 变化量 A→B mg△h mgh1 mgh2 mg(h2-h1)=-mg△h B→A -mg△h mgh2 mgh1 mg(h1-h2)=mg△h 观察得到的数据，你发现了什么？ （2）物体由低处往高处，重力做负功，重力势能增加，重力做了多少负功，重力势能就增加多少。 WG< 0，Ep1 < Ep2，△Ep> 0 （3）重力做的功等于重力势能的减少量 WG＝Ep1－Ep2 =-△Ep （1）物体由高处往低处，重力做正功，重力势能减少，重力做了多少正功，重力势能就减少多少。 WG> 0，Ep1 > Ep2，△Ep< 0 做功与能量变化紧密相关 功是能量转化的量度 形变的弹簧、弯曲的杆、拉开的弓等物体都发生了弹性形变，物体因为发生弹性形变而具有的能量称为弹性势能。 三、弹性势能 探究影响弹簧弹性势能大小的因素 将圆珠笔里的弹簧取出，再用硬卡纸做个小纸帽，套在弹簧上，用力将小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放开手，看看小纸帽能弹多高。 （1）用大小不同的力，使弹簧产生大小不同的弹性形变，看小纸帽弹起的高度有什么不同？ （2）换用不同劲度系数的弹簧，看小纸帽弹起的高度有什么不同？ 对于同一根弹簧，伸长量L越长，弹性势能越大. 伸长量L相同，劲度系数k越大，弹性势能也越大. 结论：与弹簧的被拉伸或被压缩的长度有关；与弹簧的劲度系数有关. 三、弹性势能 1.定义：发生 形变的物体的各部分之间，由于有 的相互作用而具有的势能，叫弹性势能。 2.影响弹性势能的因素 (1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，在弹性限度内，形变越大，弹簧 ... ...
