高一物理第七章 第五节 重力势能人教版知识精讲.docVIP

高一物理第七章 第五节 重力势能人教版 【同步教育信息】 一. 本周教学内容 第七章 第五节 重力势能 二. 知识要点 理解重力势能的概念，会用定义计算。理解重力势能与重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。知道重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性，了解弹性势能的概念。 三. 重、难点解析 1. 重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，用符号表示，用公式表示。单位：用，用，高度用则单位为焦耳，记作。 重力势能是能量，是状态量，是标量，正负表示大小。 2. 重力势能的相对性 重力势能的大小与高度有关，起点位置不同则相对高度不同，重力势能大小不同，所以重力势能有相对性。如水平桌面高度为H，重物质量为距桌面高度为h，取地面为起点（参考平面）重力势能，取桌面为参考面，重力势能，与不等。 重物在参考面以下为负值 3. 重力势能是属于重物与地球系统共有的。 由于重力是地球施力在重力作用下，物体被举高才有重力势能，若无重力作用，举起重物不用费力，重物也就没有做功本领，无重力势能，所以重力势能是以有重力为前提，因此重力势能属于重物与地球共有的。 4. 重力势能变化及绝对性 重物从高为处运动到处，则重力势能由变为、重力势能变化。若，势能减小；，重力势能增加。 ，只与、的差值有关与、的大小无关，所以重力势能变化与参考面的选择无关，又叫重力势能变化有绝对性。 如，若参考面向上移，则 5. 重力势能变化与重力做功的关系 上图中重物由A运动到B，重力做功，重力势能变化， 若重物由B运动到A重力做功 重力势能变化 又如重物沿斜面由A运动到B 重力做功 取B为参考面 重力势能变化与重力做功数值大小相等，符号相反，即重力做正功，重力势能变化为负值，即重力势能减小。相反重力做负功，重力势能变化为正值，重力势能增大。再次看到重力做功与路径无关，只与始末位置高度改变有关。 6. 弹性势能 物体由于发生（弹性）形变而具有的能量叫弹性势能。被拉伸或压缩的弹簧具有弹性势能拉弯的弓有弹性势能。 由定义可以看出 （1）弹性势能存在于发生弹性形变的物体之中。 （2）弹性势能大小跟物体的性质和形变大小有关。弹簧的弹性势能大小与劲度系数和形变大小有关。弹簧处自然长度状态无弹性势能。发生形变时只要长度相等，弹性势能相等，弹性势能的参考点在弹簧原长时长度。弹性势能只有正没有负值。 7. 势能：由于相互作用物体之间相对位置决定的能量叫势能。重力势能弹性势能都是势能的一种。 （1）势能是属于相互作用物体共有的。 （2）势能有多种形式，除上述两种还有其它的如热运动中分子势能，电磁运动中的电势能等等。 【典型例题】 [例1] 下列说法中，正确的是（ ） A. 地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定值。 B. 从同一高度将某一物体以不同的速率平抛或向下抛出，落到地面上时，物体的重力势能变化相同。 C. 在不同的高度，物体的重力势能可能相同。 D. 位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能面以上的物体的重力势能。 解析：重力势能的大小与参考面的位置有关，参考面位置不同，同一物体在某一位置的重力势能不同。所以不能说地球上的任何一个物体的重力势能有定值A错。从同一位置以不同速率抛出同一物体，平抛或向下抛，高度一直降低最后到达同一高度（地面），重力势能变化大小相同B正确。物体在不同高度，选参考面位置不同，可以有相同的势能，C正确，位于参考面以上势能为正，位于参考面以下势能为负。势能正负表示大小，所以参考面以下物体势能小于参考面以上物体势能。D正确。 [例2] 一根不均匀木料长2m，重200N抬起一端并使木料竖直起来，要做功100J。若抬起另一端并竖立起来做功多少？ 解析：木料由平放到竖立，重力势能增加值等于竖立时势能值。、h即为重心高度，， 抬起另一端并竖立时重心高度， ∴ 抬起另一端需要做功300J [例3] 水塔是在空中的盛水容器，有两个注水口，一个在顶部，一个在底部，注满一水塔水。则（ ） A. 从顶部注水做功多 B. 从底部注水做功少 C. 从两注水口注水一样多 D. 条件不足不能比较从上下注水做功多少 解析：设水塔高为H，盛水部分高度为h，所盛水质量为m。不考虑摩擦及水流动能则，从底部注水器注水做功等于全部水的重力势能，从顶部注水口注水则要把全部质量为m的水都提到高为处放入水塔水的最大重力势能为最后变为 ∴ 从顶部口注水做功多，A正确。 [例4] 物体从斜面上高度为h的地方，由静止释放沿斜面下滑又在水平面上运动到P点停下来，用推力把物体推回到斜面上同一位置，推力做功至少为（ ） A. B. C. D. 解析：物体下滑