高一物理重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能(1)

1、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能 重重 力力 勢(shì)勢(shì) 能能 美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)隕石坑是美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為萬年前，一顆直徑約為3050米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約50萬千克、速度達(dá)到萬千克、速度達(dá)到20千米秒，千米秒，爆炸力相當(dāng)于爆炸力相當(dāng)于2000萬千克萬千克TNT，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約炸在地面上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約1245米，平均深度達(dá)米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可米的大坑。據(jù)說，坑

2、中可以安放下以安放下20個(gè)足球場，四周的看臺(tái)則能容納個(gè)足球場，四周的看臺(tái)則能容納200多萬觀眾。多萬觀眾。 隕石坑隕石坑美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那（1）俄羅斯）俄羅斯“和平號(hào)和平號(hào)”空間站墜落時(shí)，為什么會(huì)燃燒？碎片燃燒時(shí)，溫度空間站墜落時(shí)，為什么會(huì)燃燒？碎片燃燒時(shí)，溫度可達(dá)可達(dá)3000，其能量由什么能量轉(zhuǎn)化而來，其能量由什么能量轉(zhuǎn)化而來 ？（？（2）打樁機(jī)的重錘從高處落）打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí)，為什么能把水泥打進(jìn)地里下時(shí)，為什么能把水泥打進(jìn)地里? （3）水力發(fā)電站為什么要修那么高的大）水力發(fā)電站為什么要修那么高的大壩？（壩？（4）在你的頭頂上方相同的高度）在你的頭頂上方相同的高

3、度,分別用細(xì)繩懸掛一個(gè)粉筆頭和分別用細(xì)繩懸掛一個(gè)粉筆頭和7.5Kg的鉛球，你的感覺有何不同？的鉛球，你的感覺有何不同？以上問題的根本原因都在于以上問題的根本原因都在于水電站“和平號(hào)和平號(hào)”空間站殘片空間站殘片一、重力做功一、重力做功重力做功的特點(diǎn)：重力做功的特點(diǎn)：1、重力做功與路徑無關(guān)、重力做功與路徑無關(guān),2、只跟始末位置的高度差、只跟始末位置的高度差h有關(guān)有關(guān) “mgh”是一個(gè)有特殊意義的物理量是一個(gè)有特殊意義的物理量,勢(shì)能是和相對(duì)位置有關(guān)的能量，就用這個(gè)物理勢(shì)能是和相對(duì)位置有關(guān)的能量，就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢(shì)能。量表示物體的重力勢(shì)能。GWmghcosGWmglmgh123123123

4、()GWWWWmghmghmghmghhhmgh GWmgh2 2、重力勢(shì)能的表達(dá)式、重力勢(shì)能的表達(dá)式EP 物體的重力勢(shì)能，物體的重力勢(shì)能，單位：焦（單位：焦（J） 即：物體的重力勢(shì)能等于物體的重即：物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積量和它的高度的乘積二、重力勢(shì)能二、重力勢(shì)能pEmg h1 1、物體由于被舉高而使物體具有的能叫重力勢(shì)能、物體由于被舉高而使物體具有的能叫重力勢(shì)能3、對(duì)重力勢(shì)能的理解：、對(duì)重力勢(shì)能的理解： 如圖，質(zhì)量如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上的小球，從桌面以上h1=1.2m的的A點(diǎn)落到點(diǎn)落到地面的地面的B點(diǎn)，桌面高點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m請(qǐng)按要求填寫下請(qǐng)按要求

5、填寫下表表(g=10m/s2)h1h2AB、重力勢(shì)能具有、重力勢(shì)能具有相對(duì)性相對(duì)性，其數(shù)值與參考平面，其數(shù)值與參考平面 的選取有關(guān)。的選取有關(guān)。 理論上零勢(shì)面的選取是任意的。理論上零勢(shì)面的選取是任意的。 一般選一般選地面地面或或系統(tǒng)最低處系統(tǒng)最低處為參考平面。為參考平面。 零勢(shì)能面以上重力勢(shì)能為正值，零勢(shì)能面以下為負(fù)零勢(shì)能面以上重力勢(shì)能為正值，零勢(shì)能面以下為負(fù)值值、重力勢(shì)能是標(biāo)量，其、重力勢(shì)能是標(biāo)量，其“+”、“-”表示大小。表示大小。、重力勢(shì)能的變化量是絕對(duì)的。、重力勢(shì)能的變化量是絕對(duì)的。、重力勢(shì)能是地球和物體、重力勢(shì)能是地球和物體系統(tǒng)所共有系統(tǒng)所共有的。通常的。通常 講物體具有重力勢(shì)能為習(xí)

6、慣說法。講物體具有重力勢(shì)能為習(xí)慣說法。三、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系三、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系 一小球以某一初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，從拋出點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)一小球以某一初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，從拋出點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)的距離為最高點(diǎn)的距離為h,AB 重力做負(fù)功重力做負(fù)功-mgh，重力勢(shì)能增加，重力勢(shì)能增加EEP P= =mgh；BA重力做正功重力做正功mgh，重力勢(shì)能減少，重力勢(shì)能減少EEP P= =mgh 。結(jié)論：結(jié)論： 重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量21()GPPPWEEE V0練習(xí)：練習(xí)：1、質(zhì)量相同的木球和鉛球，放在同一水平桌面上時(shí)，哪個(gè)重力、質(zhì)量相同的木球和鉛球，放

7、在同一水平桌面上時(shí)，哪個(gè)重力勢(shì)能較大？為什么？勢(shì)能較大？為什么？2、選擇不同的水平面作參考平面，物體在某一位置的重力勢(shì)能、選擇不同的水平面作參考平面，物體在某一位置的重力勢(shì)能和某一過程中重力勢(shì)能的改變量（和某一過程中重力勢(shì)能的改變量（ D ）A.都具有不同的數(shù)值都具有不同的數(shù)值B.都具有相同的數(shù)值都具有相同的數(shù)值C.前者具有相同數(shù)值，后者具有不同數(shù)值前者具有相同數(shù)值，后者具有不同數(shù)值D.前者具有不同數(shù)值，后者具有相同數(shù)值前者具有不同數(shù)值，后者具有相同數(shù)值3、一物體從、一物體從A點(diǎn)沿粗糙面點(diǎn)沿粗糙面AB與光滑面與光滑面AC分別滑到同分別滑到同一水平面上的一水平面上的B點(diǎn)與點(diǎn)與C點(diǎn)，則下列說法中正

8、確的是點(diǎn)，則下列說法中正確的是（ BD ）A.沿沿AB面重力做功多面重力做功多B.沿兩個(gè)面重力做的功相同沿兩個(gè)面重力做的功相同C.沿沿AB面重力勢(shì)能減少多面重力勢(shì)能減少多D.沿兩個(gè)面減少的重力勢(shì)能相同沿兩個(gè)面減少的重力勢(shì)能相同彈性勢(shì)能一、彈性勢(shì)能一、彈性勢(shì)能 發(fā)生彈性形變的物體各部分之間由于發(fā)生彈性形變的物體各部分之間由于彈彈力的相互作用力的相互作用而具有的勢(shì)能而具有的勢(shì)能1 1、彈簧的長度、彈簧的長度2 2、勁度系數(shù)、勁度系數(shù)1、彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能與哪幾個(gè)物理、彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能與哪幾個(gè)物理量有關(guān)？量有關(guān)？2、彈簧的彈性勢(shì)能與拉力所做的功有什么、彈簧的彈性勢(shì)能與拉力所做的功有什么關(guān)系？（

9、類比、進(jìn)一步建構(gòu)功能關(guān)系思想）關(guān)系？（類比、進(jìn)一步建構(gòu)功能關(guān)系思想）二、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式二、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式W外外E彈彈3、怎樣計(jì)算拉力所做的功？、怎樣計(jì)算拉力所做的功？F為變力，如何求其做的功？微元法是否將處理勻變速是否將處理勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移的直線運(yùn)動(dòng)的位移的方法遷移。方法遷移。回憶：回憶：怎樣計(jì)算這個(gè)求和式？怎樣計(jì)算這個(gè)求和式？otvvootvvootvvootvvo vtxS面積在圖象中，物體的位移：拉力做功的計(jì)算方法拉力做功的計(jì)算方法olFolFolFolFlk l求變力做功的方法：求變力做功的方法： FlWS面積在圖象中：12k ll 212Ekx彈4、彈簧的彈性勢(shì)能的表

10、達(dá)式、彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式說明：說明：一般規(guī)定彈簧在一般規(guī)定彈簧在原長原長時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為零為零三、彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系三、彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系1、彈簧彈力做、彈簧彈力做正功正功，彈性勢(shì)能，彈性勢(shì)能減少減少 彈簧彈力做彈簧彈力做負(fù)功負(fù)功，彈性勢(shì)能，彈性勢(shì)能增加增加2、彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系221211=22pWEkxkx彈O A 彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加；A O彈力做正功，彈性勢(shì)能減少彈力做正功，彈性勢(shì)能減少O B彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加； B O彈力做

11、正功，彈性勢(shì)能減少彈力做正功，彈性勢(shì)能減少練習(xí)練習(xí)1、在水平面上豎直放置一輕質(zhì)彈簧，、在水平面上豎直放置一輕質(zhì)彈簧，有一物體在它的正上方自由落下，在物體有一物體在它的正上方自由落下，在物體壓縮彈簧速度減為零時(shí)，（壓縮彈簧速度減為零時(shí)，（C） A物體的重力勢(shì)能最大物體的重力勢(shì)能最大 B物體的動(dòng)能最大物體的動(dòng)能最大 C彈簧的彈性勢(shì)能最大彈簧的彈性勢(shì)能最大 D彈簧的彈性勢(shì)能最小彈簧的彈性勢(shì)能最小2 2、一物體以初速度、一物體以初速度v v0 0沖向與豎起墻壁相連的輕質(zhì)彈沖向與豎起墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁與物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中，簧，墻壁與物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中，下列說法正確的

12、是：（）下列說法正確的是：（）A A、物體對(duì)彈簧的功與彈簧的壓縮量成正比、物體對(duì)彈簧的功與彈簧的壓縮量成正比B B、物體向墻壁運(yùn)動(dòng)相同的位移，彈力做的功不等、物體向墻壁運(yùn)動(dòng)相同的位移，彈力做的功不等C C、彈力做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小、彈力做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小D D、彈力做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增加、彈力做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增加BD3、質(zhì)量相同的兩物塊、質(zhì)量相同的兩物塊如圖所示放置，此時(shí)如圖所示放置，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為彈簧的彈性勢(shì)能為EP1 ，現(xiàn)用力，現(xiàn)用力F向上提向上提物塊物塊A，當(dāng)物塊，當(dāng)物塊B剛好剛好離開地面時(shí)，彈簧的離開地面時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為彈性勢(shì)能為EP2 ，則則EP1- EP2。（大于，（大于，等于或小于）等于或小于）AB一、重力做功的特點(diǎn)一、重力做功的特點(diǎn) 與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)二、重力勢(shì)能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。二、重力勢(shì)能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。 表達(dá)式表達(dá)式 三、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系三、重力做