重力勢(shì)能【知識(shí)精講精研+能力培優(yōu)提升】 高一物理 （滬科版2020上海必修第二冊(cè)）

第四節(jié)《重力勢(shì)能》第七章《機(jī)械能守恒定律》

如圖所示質(zhì)量為m的物體從距離地面高度為h的A點(diǎn)分別沿折線ABC和斜線AC運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，斜線AC與水平面的夾角為θ，計(jì)算上述兩種情況下，重力對(duì)物體所做的功。WABC=WAB+WBC=mgh+0=mgh一、重力做功的特點(diǎn)

重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān):

WG=mgh（h=h初-h末）hsθACBWAC=mg·s·cos（90°

－

θ)=mg·s·sinθ=mgh

例：設(shè)重物質(zhì)量為m,離地面高度為h，計(jì)算下列三種情況下，重力對(duì)物體所作的功。（1）豎直下落（3）沿曲面下落WG=mghWG=mghWG=mghhv（2）沿斜面下落hvh什么是物體的重力勢(shì)能物體由于被舉高而具有的能量。物體的重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)??質(zhì)量相同，下落高度不同質(zhì)量不同，下落高度相同質(zhì)量大的球陷入沙坑深下落高度大的球陷入沙坑深實(shí)驗(yàn)探究：重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)？1、上述實(shí)驗(yàn)中用到了什么研究方法？控制變量法思考:2、從上述實(shí)驗(yàn)我們可以得出什么結(jié)論？物體的質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大；物體的高度越大，重力勢(shì)能越大。定量關(guān)系呢?hmg重力勢(shì)能(Ep)的大小下落前具有的重力勢(shì)能為:Ep=mgh物體的重力勢(shì)能等于物體的重力和它的高度的乘積。理論演繹：

被舉高的物體具有重力勢(shì)能是因?yàn)橛兄亓Υ嬖?，在重物下落的過(guò)程中，重力能做多少功，就說(shuō)明該物體在下落前具有多少重力勢(shì)能。重力做的功:WG=mgh

如圖所示,質(zhì)量為m的物體從離地高為h處?kù)o止釋放,則1、定義：物體由于被舉高而具有的能量。2、定義式：

Ep=mgh（h相對(duì)零勢(shì)能面的高度）3、勢(shì)能的單位：焦耳（J）

1J=1kg·m/s2·

m=1N·m4、標(biāo)量但有正負(fù)、狀態(tài)量二、重力勢(shì)能EP5、相對(duì)性：高度h:取決于零勢(shì)能面的選取等于零勢(shì)能面的物體高度為零，重力勢(shì)能的值為零高于零勢(shì)能面的物體高度為正，重力勢(shì)能的值為正低于零勢(shì)能面的物體高度為負(fù)，重力勢(shì)能的值為負(fù)h1=1mh2=1m參考面3參考面1h3=2m參考面4參考面2Ep

的大小與零勢(shì)能面的選取有關(guān)參考平面的選取是任意的，選擇的原則——研究問(wèn)題方便。無(wú)特殊說(shuō)明，一般取地面為參考平面AB【例題】如圖所示，一棵樹(shù)上有一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的熟透了的蘋(píng)果P，該蘋(píng)果有可能被一個(gè)人用籃子在與B等高處接住，也可能落到地面C，還可能落到地面后滾入溝底D。分別以A、B、C、D、E為零勢(shì)能面，算出該蘋(píng)果P沒(méi)有落下時(shí)的重力勢(shì)能。1.離地面高度相同(不為零)的兩物體甲和乙，已知甲物體質(zhì)量大，以地面為零勢(shì)面（）A、一樣大；B、甲物體重力勢(shì)能大；

C、乙物體重力勢(shì)能大；D、不能確定。2.沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面上拉同一物體到頂端，以下說(shuō)法正確的（）A、沿坡度小長(zhǎng)度大的斜面上升重力勢(shì)能增加量大；

B、沿長(zhǎng)度大更粗糙的斜面上升重力勢(shì)能增加量大；

C、重力勢(shì)能增加量一樣多；

D、無(wú)法確定。

BC【鞏固練習(xí)】3.若物體m沿不同的路徑Ⅰ和Ⅱ從A滑到B，如圖所示，則重力所做的功為（）A．沿路徑Ⅰ重力做功最大B．沿路徑Ⅱ重力做功最大C．沿路徑Ⅰ和Ⅱ重力做功一樣大D．條件不足不能判斷C△EPAB

＝EPB-EPA=mgh1-mgh2=mgh△EPAB＝EPB-EPA=mgh-0

=mgh

1、重力勢(shì)能變化量是絕對(duì)的，與參考平面的選取無(wú)關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)：ΔEp=mgΔh以參考平面1為零勢(shì)能面：以參考平面2為零勢(shì)能面：參考面1參考面2h

h2

h1

BAv2、重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系：WG=‐ΔEp重力做正功，重力勢(shì)能減?。恢亓ψ鲐?fù)功，重力勢(shì)能增加。

1、定義：發(fā)生彈性形變的物體因形變而具有的能。三、彈性勢(shì)能2、彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)？與彈簧的形變和彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)。儲(chǔ)存和利用彈性勢(shì)能的生活實(shí)例：3、彈簧彈力做功的特點(diǎn)如何求彈簧彈力做功壓縮量ΔxFSPΔx微元思想F-x圖像包圍的面積數(shù)值上等于變力做功類比重力勢(shì)能的規(guī)定方式：規(guī)定彈簧彈性勢(shì)能：彈簧的勁度系數(shù)彈簧的形變量說(shuō)明：(1)一般規(guī)定彈簧在原長(zhǎng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為零(2)形變量可以是伸長(zhǎng)量或壓縮量物體發(fā)生彈性形變時(shí)會(huì)產(chǎn)生彈力的作用，彈力所做的功W與彈性勢(shì)能變化量ΔEp

之間的關(guān)系是W彈

=?ΔEp這與重力做功和重力勢(shì)能變化量的關(guān)系完全相同。4、彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系：【例題】圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛，用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起到M，點(diǎn)M與繩上端P相距L/3，在此過(guò)程中，重力勢(shì)能變化量是多少？課堂小結(jié)一、重力做功的特點(diǎn)重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)二、重力勢(shì)能1.定義：物體由于被舉高而具有的能量。2.定義式：Ep=mghh——高度（取決于零位置的選?。?.標(biāo)量、狀態(tài)量4.