人教版高中物理必修二 （重力勢能）機(jī)械能守恒定律教師教學(xué)課件

2重力勢能第八章機(jī)械能守恒定律

1.認(rèn)識重力做功與物體運(yùn)動路徑無關(guān)的特點(diǎn).2.理解重力勢能及重力做功與重力勢能變化的關(guān)系.3.知道重力勢能具有相對性，知道重力勢能是物體和地球所組成的系統(tǒng)所共有的.4.理解彈性勢能的概念，知道影響彈性勢能大小的相關(guān)因素.學(xué)習(xí)目標(biāo)梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)隨堂演練逐點(diǎn)落實(shí)內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)011.重力所做的功WG＝

，Δh指初位置與末位置的

.2.重力做功的特點(diǎn)：物體運(yùn)動時(shí)，重力對它做的功只跟它的

有關(guān)，而跟物體

無關(guān).重力做的功一mgΔh高度差起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置運(yùn)動的路徑重力勢能二1.重力勢能.(1)表達(dá)式：Ep＝

.(2)單位：

；符號：

.2.重力做功與重力勢能之間的關(guān)系：WG＝

.(1)當(dāng)物體由高處運(yùn)動到低處時(shí)，重力做

功，重力勢能

；即WG＞0，Ep1

Ep2.(2)當(dāng)物體由低處運(yùn)動到高處時(shí)，重力做

功，重力勢能

；即WG＜0，Ep1＜Ep2.3.重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能是地球與物體所組成的“

”所共有的，而不是地球上的物體單獨(dú)具有的.mgh焦耳JEp1－Ep2正減?。矩?fù)增加系統(tǒng)重力勢能的相對性三1.參考平面：物體的重力勢能總是相對于

來說的，這個(gè)

叫作參考平面，在參考平面上物體的重力勢能取為

.2.重力勢能的相對性：Ep＝mgh中的h是物體重心相對

的高度.選擇不同的參考平面，物體重力勢能的數(shù)值是

的，但重力勢能的差值

.(后兩空選填“相同”或“不同”)3.物體在參考平面上方，重力勢能為

值；物體在參考平面下方，重力勢能為

值.某一水平面水平面0參考平面不同相同正負(fù)彈性勢能四1.定義：發(fā)生

形變的物體的各部分之間，由于有

的相互作用而具有的勢能，叫彈性勢能.2.影響彈性勢能的因素(1)彈性勢能跟形變大小有關(guān)：同一彈簧，形變大小

，彈簧的彈性勢能就越大.(2)彈性勢能跟勁度系數(shù)有關(guān)：不同的彈簧發(fā)生同樣大小的形變，勁度系數(shù)

，彈性勢能越大.3.勢能也叫

能，與相互作用的物體的

有關(guān).重力勢能是由

決定的，彈性勢能是由發(fā)生

的物體各部分的相對位置決定的.彈性彈力越大越大位相對位置地球和地面上物體的相對位置彈性形變即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)重力做功一定與路徑無關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān).(

)(2)重力勢能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，則Ep1與Ep2方向相反.(

)(3)重力做功WG＝－20J時(shí)，物體的重力勢能減小20J.(

)(4)同一彈簧長度不同時(shí)，彈性勢能一定不同.(

)(5)彈性勢能與彈簧的形變量和勁度系數(shù)有關(guān).(

)√×××√2.質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從地面上方H高處由靜止釋放，落在地面后出現(xiàn)一個(gè)深度為h的坑，如圖1所示，重力加速度為g，在此過程中，重力對物體做功為__________，重力勢能______(填“減少”或“增加”)了__________.mg(H＋h)減少mg(H＋h)圖1探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)02重力做的功一導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度為h1的位置A分別按下列三種方式運(yùn)動到高度為h2的位置B，在這個(gè)過程中，思考并討論以下問題：答案甲中WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2圖2(1)求出圖甲情形中重力做的功；(2)求出圖乙情形中重力做的功；答案乙中WAB′＝mglcosθ＝mgΔh＝mgh1－mgh2WB′B＝0故WAB＝mgΔh＝mgh1－mgh2(3)求出圖丙情形中重力做的功；答案丙中把整個(gè)路徑AB″分成許多很短的間隔AA1、A1A2…，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看成一段傾斜的直線，設(shè)每段小斜線的高度差分別為Δh1、Δh2…，則物體通過每段小斜線時(shí)重力做的功分別為mgΔh1、mgΔh2….WAB″＝mgΔh1＋mgΔh2＋…＝mg(Δh1＋Δh2＋…)＝mgΔhWB″B＝0故WAB＝mgΔh＝mgh1－mgh2.(4)重力做功有什么特點(diǎn)？答案物體運(yùn)動時(shí)，重力對它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān).知識深化1.重力做功大小只與重力和物體高度變化有關(guān)，與受到的其他力及運(yùn)動狀態(tài)均無關(guān).2.物體下降時(shí)重力做正功，物體上升時(shí)重力做負(fù)功.3.重力做功的特點(diǎn)可推廣到任一恒力的功，即恒力做功的特點(diǎn)是：與具體路徑無關(guān)，而跟初、末位置有關(guān).例1

如圖3所示，質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下，經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當(dāng)它到達(dá)

的D點(diǎn)時(shí)，速度為零，在這個(gè)過程中，重力做功為(重力加速度為g)圖3√解析解法一分段法.小球由A→B，重力做正功W1＝mgh小球由B→C，重力做功為0，故小球由A→D全過程中重力做功解法二全過程法.方法總結(jié)計(jì)算重力做功時(shí)，找出初、末位置的高度差h，直接利用公式WG＝mgh即可，無需考慮中間的復(fù)雜運(yùn)動過程.重力勢能二導(dǎo)學(xué)探究如圖4所示，質(zhì)量為m的物體自高度為h2的A處下落至高度為h1的B處(重力加速度為g).求下列兩種情況下，重力做的功和重力勢能的變化量，并分析它們之間的關(guān)系.(1)以地面為零勢能參考面；圖4答案重力做的功WG＝mgΔh＝mg(h2－h(huán)1)，選地面為零勢能參考面，EpA＝mgh2，EpB＝mgh1，重力勢能的變化量ΔEp＝mgh1－mgh2＝－mgΔh.(2)以B處所在的高度為零勢能參考面.答案以B處所在的高度為零勢能參考面，重力做功WG＝mgΔh＝mg(h2－h(huán)1).物體的重力勢能EpA＝mg(h2－h(huán)1)＝mgΔh，EpB＝0，重力勢能的變化量ΔEp＝0－mgΔh＝－mgΔh.綜上兩次分析可見WG＝－ΔEp，即重力做的功等于重力勢能的變化量的負(fù)值，而且重力勢能的變化與零勢能參考面的選取無關(guān).知識深化1.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp(1)當(dāng)物體由高處運(yùn)動到低處時(shí)，重力做正功，重力勢能減少，重力勢能的減少量等于重力所做的功.(2)當(dāng)物體由低處運(yùn)動到高處時(shí)，重力做負(fù)功(物體克服重力做功)，重力勢能增加，重力勢能的增加量等于物體克服重力所做的功.2.重力勢能的相對性物體的重力勢能總是相對于某一水平參考面，選不同的參考面，物體重力勢能的數(shù)值是不同的.故在計(jì)算重力勢能時(shí)，必須首先選取參考平面.注意：參考平面的選擇具有任意性，但重力勢能的變化量具有絕對性，即物體的重力勢能的變化量與參考平面的選取無關(guān).例2

下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是A.物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定B.物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大C.一個(gè)物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能增加了D.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零解析物體的重力勢能與參考平面的選取有關(guān)，同一物體在同一位置相對不同的參考平面的重力勢能不同，A選項(xiàng)錯(cuò)；物體在零勢能面以上，距零勢能面的距離越大，重力勢能越大，物體在零勢能面以下，距零勢能面的距離越大，重力勢能越小，B選項(xiàng)錯(cuò)；重力勢能的正、負(fù)號表示大小，－5J的重力勢能小于－3J的重力勢能，C選項(xiàng)對；只有選地面為零勢能面時(shí)，地面上的物體的重力勢能才為零，否則不為零，D選項(xiàng)錯(cuò).√例3

如圖5所示，桌面距地面的高度為0.8m，一物體(可看成質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量為2kg，放在桌面上方0.4m的支架上，則：(g取9.8m/s2)(1)以桌面為參考平面，計(jì)算物體具有的重力勢能，并計(jì)算物體由支架下落到地面過程中重力勢能的減少量；圖5答案7.84J

23.52J解析以桌面為參考平面，物體距參考平面的高度為h1＝0.4m，因而物體具有的重力勢能為Ep1＝mgh1＝2×9.8×0.4J＝7.84J物體落至地面時(shí)，物體的重力勢能為Ep2＝mgh2＝2×9.8×(－0.8)J＝－15.68J因此物體在此過程中的重力勢能減少量為ΔEp＝Ep1－Ep2＝7.84J－(－15.68)J＝23.52J(2)以地面為參考平面，計(jì)算物體具有的重力勢能，并計(jì)算物體由支架下落到地面過程中重力勢能的減少量；答案23.52J

23.52J解析以地面為參考平面，物體距參考平面的高度為h1′＝(0.4＋0.8)m＝1.2m，因而物體具有的重力勢能為Ep1′＝mgh1′＝2×9.8×1.2J＝23.52J物體落至地面時(shí)，物體的重力勢能為Ep2′＝0在此過程中，物體的重力勢能減少量為ΔEp′＝Ep1′－Ep2′＝23.52J－0＝23.52J；(3)比較以上計(jì)算結(jié)果，說明什么問題？答案見解析解析通過上面的計(jì)算，說明重力勢能是相對的，它的大小與參考平面的選擇有關(guān)，而重力勢能的變化量是絕對的，它與參考平面的選擇無關(guān).總結(jié)提升重力勢能變化多少是由重力做功的多少來度量的，與物體除重力外是否還受其他力作用以及除重力做功外是否還有其他力做功等因素均無關(guān).例4

在水平地面上平鋪n塊磚，每塊磚的質(zhì)量均為m，厚度均為h，如圖6所示，若將磚一塊一塊地豎直疊放起來，在此過程中，重力做多少功？重力勢能如何變化，變化了多少？(重力加速度為g)圖6解析磚由平放在地面上到把它們一塊塊地豎直疊放起來，克服重力所做的功等于磚增加的重力勢能；彈性勢能三導(dǎo)學(xué)探究如圖7所示，物體與彈簧相連，物體在O點(diǎn)時(shí)彈簧處于原長，把物體向右拉到A處靜止釋放，物體會由A向A′運(yùn)動，A、A′關(guān)于O點(diǎn)對稱，則：(1)物體由A向O運(yùn)動的過程中，彈力做什么功？彈性勢能如何變化？答案正功減少圖7(2)物體由O向A′運(yùn)動的過程中，彈力做什么功？彈性勢能如何變化？答案負(fù)功增加(3)在A、A′處彈性勢能有什么關(guān)系？答案相等知識深化1.對彈性勢能的理解2.彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系(1)關(guān)系：彈力做正功時(shí)，彈性勢能減少，彈力做負(fù)功時(shí)，彈性勢能增加，并且彈力做多少功，彈性勢能就減少多少.(2)表達(dá)式：W彈＝－ΔEp＝Ep1－Ep2.3.注意：(1)彈力做功和重力做功一樣，也和路徑無關(guān)，彈性勢能的變化只與彈力做功有關(guān).(2)一般地來說，彈簧為原長時(shí)彈性勢能為零，所以彈簧伸長時(shí)和彈簧壓縮時(shí)彈性勢能都增加，且伸長量和壓縮量相同時(shí)，彈性勢能相同.例5

(2018·中山一中期末)如圖8所示，輕彈簧下端系一重物，O點(diǎn)為其平衡位置(即重力和彈簧彈力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A點(diǎn)，彈力做功為W1，第二次把它拉到B點(diǎn)后再讓其回到A點(diǎn)，彈力做功為W2，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則這兩次彈力做功的關(guān)系為A.W1<W2B.W1＝2W2C.W2＝2W1D.W1＝W2圖8√解析彈力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)，兩次初、末位置相同，故W1＝W2，D正確.隨堂演練逐點(diǎn)落實(shí)031.(重力做功的特點(diǎn))如圖9所示，一位小朋友在同一高度分別沿兩種滑梯滑到水平地面上，此過程中A.沿滑梯1重力做功最大B.沿滑梯2重力做功最大C.沿滑梯1和2重力做功相等D.條件不足不能判斷12345√圖92.(重力勢能的理解)關(guān)于重力勢能，下列說法正確的是A.重力勢能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨(dú)具有的B.處在同一高度的物體，具有的重力勢能相同C.重力勢能是標(biāo)量，不可能有負(fù)值D.浮在海面上的小船的重力勢能一定為零12345解析重力勢能具有系統(tǒng)性，重力勢能是物體與地球共有的，故A正確；重力勢能等于mgh，其中h是相對于參考平面的高度，參考平面不同，h不同，另外質(zhì)量也不一定相同，故處在同一高度的物體，其重力勢能不一定相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)，負(fù)號表示物體在參考平面的下方，故C錯(cuò)誤；零勢能面的選取是任意的，并不一定選擇海平面為零勢能面，故浮在海面上的小船的重力勢能不一定為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.√3.(重力勢能及重力勢能的變化)(2018·孝感八校教學(xué)聯(lián)盟高一下學(xué)期期末聯(lián)考)質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地面高度為h，重力加速度為g，如圖10所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢能及整個(gè)下落過程中重力勢能的變化分別為A.mgh，減少mg(H－h(huán))B.mgh，增加mg(H＋h)C.－mgh，減少mg(H＋h)D.－mgh，增加mg(H－h(huán))12345圖10√4.(重力做功的計(jì)算)如圖11所示，質(zhì)量為60kg的某運(yùn)動員在做俯臥撐運(yùn)動，運(yùn)動過程中可將她的身體視為一根直棒.已知重心在c點(diǎn)，其垂線與腳、兩手連線中點(diǎn)間的距離Oa、Ob分別為0.9m和0.6m.若她在1min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，則克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為A.430J,7WB.4300J,70WC.720J,12WD.7200J,120W12345圖11√123455.(彈性勢能的理解)關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是A.當(dāng)彈簧變長時(shí)，它的彈性勢能一定增大B.當(dāng)彈簧變短時(shí)，它的彈性勢能一定減小C.若選彈簧自然長度時(shí)的彈性勢能為0，則其他長度的彈性勢能均為正值D.若選彈簧自然長度時(shí)的彈性勢能為0，則伸長時(shí)彈性勢能為正值，壓縮時(shí)彈性勢

能為負(fù)值12345解析如果彈簧原來處在壓縮狀態(tài)，當(dāng)它變長且未恢復(fù)到原長前，它的彈性勢能應(yīng)該減小，當(dāng)它變短時(shí)，它的彈性勢能應(yīng)該增大，在原長處它的彈性勢能最小，A、B錯(cuò)；由于彈簧處于自然長度時(shí)的彈性勢能最小，若選彈簧自然長度時(shí)的彈性勢能為0，則其他長度時(shí)的彈性勢能均為正值，C對，D錯(cuò).√2.重力勢能

一、重力做的功【思考】如圖所示,小球從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),三種情況下,重力對小球做功相等嗎?提示:做的功相等。1.過程推導(dǎo):甲:WG=mgΔh=_________乙:WG′=mglcosθ=mgΔh=_________丙:把整個(gè)路徑AB分成許多很短的間隔AA1、A1A2…每一小段都可以近似地看作一段傾斜的_____,設(shè)每段小斜線的高度差分別為Δh1、Δh2…物體通過整個(gè)路徑時(shí)重力做的功WG=mgΔh1+mgΔh2+…=mg(Δh1+Δh2+…)=mgΔh=_________mgh1-mgh2mgh1-mgh2直線mgh1-mgh22.結(jié)論:物體運(yùn)動時(shí),重力對它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的_____有關(guān),而跟物體運(yùn)動的_____無關(guān)。位置路徑二、重力勢能【思考】

如圖所示,小球的重力勢能與哪些因素有關(guān)?提示:小球越高,質(zhì)量越大,泡沫塑料板形變越大,說明小球的重力勢能與高度、質(zhì)量有關(guān)。1.意義:物體由于位于_____而具有的能。2.相關(guān)因素:(1)物體的_____。質(zhì)量越大,重力勢能_____。(2)物體所處的位置_____。高度越高,重力勢能_____。3.表達(dá)式:Ep=____。高處質(zhì)量越大高度越大mgh4.重力做功與重力勢能的關(guān)系:(1)WG=______(其中Ep1表示物體在初位置的重力勢能,Ep2表示物體在末位置的重力勢能)Ep1-Ep2(2)兩種情況:①物體由高處運(yùn)動到低處時(shí),重力做_____,重力勢能_____,即WG__0,Ep1__Ep2。②物體由低處運(yùn)動到高處時(shí),重力做_____,重力勢能_____,即WG__0,Ep1__Ep2。正功減少>>負(fù)功增加<<三、重力勢能的相對性1.重力勢能的標(biāo)矢性:重力勢能是__(A.標(biāo)量B.矢量)。2.重力勢能的相對性:(1)參考平面:物體的重力勢能總是相對于某一_______來說的,在參考平面上,物體的重力勢能取作__。A水平面0(2)相對性:選擇不同的參考平面,物體重力勢能的數(shù)值_____(選填“相同”或“不同”)。(3)正負(fù)的含義:參考平面上方物體的重力勢能是_____,參考平面下方物體的重力勢能是_____。不同正值負(fù)值四、彈性勢能【思考】水平面上把物塊向左壓彈簧一定距離后處于靜止?fàn)顟B(tài),然后釋放物塊,會看到什么現(xiàn)象?說明了什么?提示:物塊向右先加速再減速,說明壓縮的彈簧具有能量。1.定義:發(fā)生_________的物體的各部分之間,由于有_____的相互作用,也具有勢能,這種勢能叫作彈性勢能。2.彈簧的彈性勢能:彈簧的長度為原長時(shí),彈性勢能為___;彈簧被_____或被_____時(shí),就具有了彈性勢能。彈性形變彈力零壓縮拉長3.彈力做功與彈性勢能的變化:彈簧彈力做正功,彈簧的彈性勢能_____;彈簧彈力做負(fù)功,彈簧的彈性勢能_____。4.彈性勢能大小的相關(guān)因素:(1)彈簧的_________。(2)彈簧的_______。減小增大勁度系數(shù)形變量一重力做功的特點(diǎn)1.做功表達(dá)式:WG=mgΔh=mgh1-mgh2,式中Δh指初位置與末位置的高度差;h1、h2分別指初位置、末位置的高度。2.做功的正負(fù):物體下降時(shí)重力做正功;物體被舉高時(shí)重力做負(fù)功。3.做功的大小:重力對物體做功的大小只跟物體的起點(diǎn)與終點(diǎn)的高度有關(guān),與物體運(yùn)動的路徑無關(guān)?！镜淅痉丁咳鐖D所示,游樂場中,從高處A到水平面B處有兩條長度相同的軌道Ⅰ和Ⅱ,其中軌道Ⅰ光滑,軌道Ⅱ粗糙。質(zhì)量相等的小孩甲和乙分別沿軌道Ⅰ和Ⅱ從A處滑向B處,兩人重力做功分別為W1和W2,則 (

)A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.因小孩乙與軌道Ⅱ的動摩擦因數(shù)未知,故無法比較重力做功的大小【解析】選C。重力做功等于重力乘以物體沿豎直方向的位移,與路徑及粗糙與否無關(guān)。質(zhì)量相等的兩個(gè)小孩甲、乙分別沿軌道Ⅰ和Ⅱ從A處滑向B處,下落的高度相同,所以重力做功相等,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤?！灸割}追問】1.請根據(jù)重力做功的性質(zhì),若【典例示范】情境中的圖改為如圖所示,物體m沿不同的路徑Ⅰ和Ⅱ從A滑到B,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【解析】選C。因物體下落高度相同,故兩種情況下重力做功相同;故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。2.請根據(jù)重力做功的性質(zhì),把【典例示范】情境中的圖改為如圖所示,質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下,經(jīng)過水平面BC后,再滾上另一斜面,當(dāng)它到達(dá)高的D點(diǎn)時(shí),速度為零,在這個(gè)過程中,重力做功為(

)A.

B.C.mgh D.0【解析】選A。AD間的高度差為Δh=h-h=h,則重力做功為W=mgΔh=mgh,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】

1.將一個(gè)物體由A處移到B處,重力做功 (

)A.與運(yùn)動過程是否存在阻力有關(guān)B.與運(yùn)動的具體路徑有關(guān)C.與物體運(yùn)動速度大小有關(guān)D.與運(yùn)動物體本身的質(zhì)量有關(guān)【解析】選D。重力做功與路徑和是否受其他力以及物體的速度無關(guān),僅與初末位置的高度差、本身質(zhì)量有關(guān)。故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。2.如圖所示,桌面離地面的高度是0.8m,坐標(biāo)系原點(diǎn)O定在桌面上,向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向,g取10m/s2。通過測量,確定質(zhì)量m=1.0kg的物體從O運(yùn)動到B處過程中,重力做的功約是 (

)A.8J

B.5J

C.-5J

D.-13J【解析】選C。物體從O運(yùn)動到B處過程中,重力的方向與位移方向相反,可知重力做負(fù)功;由題圖可知OB大約為0.5m,則重力做功為:W=-mgh=-1.0×10×0.5J=-5J,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。二重力勢能的特點(diǎn)1.重力勢能的性質(zhì):(1)相對性:Ep=mgh中的h是物體重心相對參考平面的高度。參考平面選擇不同,則物體的高度h不同,重力勢能的大小也就不同,所以確定某點(diǎn)的重力勢能首先選擇參考平面。(2)系統(tǒng)性:重力是地球與物體相互吸引產(chǎn)生的,所以重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的,平時(shí)所說的“物體”的重力勢能只是一種簡化說法。(3)標(biāo)矢性:重力勢能是標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負(fù)。重力勢能正負(fù)的含義:正值表示物體處于參考平面上方,負(fù)值表示處于參考平面的下方。2.重力做功與重力勢能改變的關(guān)系:(1)表達(dá)式WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。(2)重力做多少正功,重力勢能減小多少;重力做多少負(fù)功,重力勢能增加多少?！舅伎肌び懻摗壳榫?如圖所示,質(zhì)量為m的幼兒園小朋友在玩滑梯。討論:(1)在最高點(diǎn)(高度為h)和地面的重力勢能各是多少? (物理觀念)(2)下滑過程中重力做多少功?重力勢能如何變化?(選地面為參考面) (物理觀念)提示:(1)最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的重力勢能分別為mgh,0。(2)重力做功W=mgh。重力勢能減小了mgh?！镜淅痉丁咳鐖D所示,桌面高為h,質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下,不計(jì)空氣阻力,假設(shè)以桌面處為參考平面,則小球落到地面前瞬間的重力勢能及整個(gè)過程中重力勢能的變化量為 (

)A.mgh,mg(H+h)

B.mgH,-mg(H+h)C.mg(h+H),mg(H-h) D.-mgh,-mg(H+h)【解析】選D。以桌面為零勢能參考平面,初始位置在桌面上方H處,落地位置在桌面下方h處,則小球在初始位置的重力勢能為Ep1=mgH,小球落到地面前瞬間的重力勢能為Ep2=-mgh;小球從開始釋放到落地過程中重力勢能的變化量為ΔEp=Ep2-Ep1=-mgh-mgH=-mg(h+H),故本題選D?！疽?guī)律方法】重力勢能的求解方法(1)定義法:選取參考平面,確定物體相對參考平面的高度h,代入Ep=mgh求解重力勢能。(2)WG和Ep關(guān)系法:由WG=Ep1-Ep2知Ep2=Ep1-WG或Ep1=WG+Ep2。(3)變化量法:重力勢能的變化量ΔEp=Ep2-Ep1,故Ep2=Ep1+ΔEp或Ep1=Ep2-ΔEp。【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示,對正在空中勻速上升的無人機(jī)分析,下列說法正確的是 (

)A.重力做正功,重力勢能減小B.重力做負(fù)功,重力勢能增加C.合力做正功,重力勢能減小D.合力做負(fù)功,重力勢能增加【解析】選B。無人機(jī)勻速上升,高度增加,重力做負(fù)功,根據(jù)功能關(guān)系可知,重力勢能增加,故A錯(cuò)誤,B正確;勻速運(yùn)動,合力為零,不做功,故C、D錯(cuò)誤。2.如圖所示,甲、乙是兩個(gè)質(zhì)量不同的物體m甲<m乙,若取桌面為參考平面,甲在桌面上,乙在地面上。甲、乙的重力勢能分別為Ep1、Ep2,則有 (

)A.Ep1>Ep2

B.Ep1<Ep2C.Ep1=Ep2 D.無法判斷【解析】選A。以桌面為零勢能面,物體甲相對于零勢能面的高度為0,則甲的重力勢能為Ep1=0;物體乙在零勢能面的下方,重力勢能比零小,為負(fù)值,即Ep2<0,所以有:Ep1>Ep2。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)搶運(yùn)救災(zāi)物資時(shí),小張將質(zhì)量為20kg的物體提高1.5m,交給站在車上的小李,小李又將物體提高1.5m擺放到位,如圖所示。若選不同的參考平面,則兩個(gè)人在提高物體的過程中 (

)A．物體重力勢能的增加量不同B．物體重力勢能的增加量相同C．重力對物體做功不等D．重力對物體做功相等【解析】選B、D。重力勢能的變化只與重力做功情況有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān),在本題中物體兩次被提高的高度相同,因此重力做功相等,均做負(fù)功,重力勢能增加量相同,故A、C錯(cuò)誤,B、D正確。三彈性勢能的特點(diǎn)1.彈性勢能的性質(zhì):(1)系統(tǒng)性:彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點(diǎn)因相對位置改變而具有的能量,因此彈性勢能具有系統(tǒng)性。(2)相對性:彈性勢能的大小與選定的零勢能位置有關(guān),對于彈簧,一般規(guī)定彈簧處于原長時(shí)的勢能為零勢能。2.彈性勢能與彈力做功的關(guān)系:彈性勢能的變化只與彈力做功有關(guān),彈力做負(fù)功,彈性勢能增大,反之則減小?！舅伎肌び懻摗啃∨笥延昧Π褟椈衫L,小朋友對彈簧做什么功?彈簧彈性勢能如何變化? (物理觀念)提示:做正功,增加?！镜淅痉丁?多選)如圖所示,一個(gè)物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧,墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮,在此過程中以下說法正確的是 (

)A.物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B.物體向墻壁運(yùn)動相同的位移,彈力做的功不相等C.彈力做正功,彈簧的彈性勢能減小D.彈簧的彈力做負(fù)功,彈性勢能增加【解析】選B、D。由功的計(jì)算公式W=Flcosθ知,恒力做功