第2节 势能的改变 学 习 目 标 知 识 脉 络(教师用书独具) 1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．(重点) 2．知道重力做功的特点，知道重力势能的变化和重力做功的关系，并能解决有关问题．(重点) 3．知道重力势能的相对性、 系统性．(难点) 4．了解弹性势能的变化和弹力做功的关系，并能解释实际问题. 一、重力势能 1．定义 物体处于一定的高度而具有的能． 2．表达式 Ep＝mgh，其中h表示物体的高度，Ep的单位是焦耳，符号J. 3．标矢性 重力势能是标量，只有大小，没有方向． 二、重力做功与重力势能的改变 1．重力做功的特点 重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关；重力做功总是对应于物体重力势能的变化，两者的大小相等，并且与是否存在其他作用力及其他力是否做功无关． 2．两者间的关系 (1)物体的重力做多少功，物体的重力势能就减少多少；物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少． (2)关系式：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp. 三、弹性势能的改变 1．定义 物体因发生弹性形变而具有的能． 2．影响弹性势能的因素 一个物体弹性势能的大小，取决于弹性形变的大小． 3．弹力做功与弹性势能的改变 物体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，弹性势能就减少多少，克服弹力做了多少功，弹性势能就增加多少． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)物体的质量越大，重力势能一定越大． (×) (2)重力势能是标量，只有大小，没有正、负之分． (×) (3)处在参考平面上的物体重力势能均为零． (√) (4)重力做5 J的正功，重力势能增加了5 J． (×) (5)跳伞运动员从某一高度跳下，有风和无风时，由于运动路径不同，重力做功不同． (×) (6)选不同的零势能点，同一物体的重力势能不同，重力势能改变量相同． (√) (7)弹簧越长，弹性势能越大． (×) (8)弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加． (√) (9)弹性势能与重力势能类似，也有相对性，如弹簧拉伸时Ep>0，弹簧压缩时，Ep<0. (×) 2．(多选)关于重力势能的理解，下列说法正确的是( ) A．重力势能有正负，是矢量 B．重力势能的零势能面只能选地面 C．重力势能的零势能面的选取是任意的 D．重力势能的正负代表大小 CD [重力势能是标量，但有正负，重力势能的正、负表示比零势能大还是小，A错误，D正确；重力势能零势能面的选取是任意的，习惯上常选地面为零势能面，B错误，C正确．] 3．将一个物体由A移至B，重力做功( ) A．与运动过程中是否存在阻力有关 B．与物体沿直线或曲线运动有关 C．与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D．与物体初、末位置高度差有关 D [将物体由A移至B，重力做功只与物体初、末位置高度差有关，A、B、C错，D对．] 4．关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是( ) A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大 D．弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能 C [弹簧长度变化时，弹力可能做负功，也可能做正功，弹性势能可能增加，也可能变小，因此选项A、B错误；对于不同弹簧拉伸相同长度时，k越大克服弹力做功越大，弹性势能越大，选项C正确；把一个弹簧拉伸和压缩相同长度时，克服弹力做功相同，则弹性势能相同，选项D错误．] 重力势能 1.重力势能的性质 (1)重力势能的相对性 重力势能具有相对性，即重力势能的大小与零势能面的选取有关． (2)重力势能变化量的绝对性 当一个物体由一个位置运动到另一个位置时，重力势能之差是一定的，与参考平面的选取无关．实际问题中我们更关注的是重力势能的变化量． (3)重力势能的系统性 所谓物体的重力势能，实际上是地球和物体 ... ...
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