鲁科版物理必修二2.2势能的改变.ppt

* * 学案2 势能的改变 学点1 重力势能 (4)单位：其单位与功的单位相同，在国际单位制中是焦耳(J)。 (1)定义：把物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能。 (2)表达式：Ep=mgh。 (3)特点：重力势能是标量。重力势能只有大小，没有方向。 如图2-2-1所示，将质量为m的小球放在桌面上， 若取地面为参考平面时，小球的重力势能为mgh2； 若取桌面为参考平面时，小球的重力势能为零；若 取过A点的水平面为参考平面时，小球的重力势能 为-mgh1。由此可以看出，一个物体的重力势能的量 值具有相对意义，在实际问题中，可以根据分析和 计算问题的方便，合理地选取参考平面。 (6)重力势能变化的绝对性 当一个物体由一个位置运动到另一个位置时，这两个位置的高度虽然是相对的，但这两个位置的高度差是绝对的，即与参考平面的选取无关，因此物体在这两个高度不同的位置时，重力势能之差是一定的，其量值就等于物体在这两个位置之间移动时重力所做的功，它与参考平面的选取无关，即物体在这两点之间的势能之差?Ep=mgh2-mgh1=mg?h是唯一确定的。这个结论是非常重要的，这是因为在实际问题中我们最关注的是重力势能的变化。 (5)重力势能的相对性 图2-2-1 【例1】下列关于重力势能的说法正确的是( ) A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单 独具有的 B.重力势能的大小是相对的 C.重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D.在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 【解析】重力势能是由物体和地面的相对位置决定的，由地球和物体所共有，所以A、B正确。由于重力势能的大小与零势能参考平面的选取有关，所以重力势能为零不等于没有对外做功的本领，所以C错误。只有选地面为零势能参考平面时，地面上的物体的重力势能才为零，否则不为零，D错误。 AB 由于重力势能的相对性，所以在具体问题中，有确定意义的是重力势能的差值。物体在某处具有的重力势能的数值大小，不代表其做功本领的大小。 1 下列说法中正确的是( ) A.地面上的物体重力势能一定为零 B.质量大的物体重力势能一定大 C.不同的物体中离地面最高的物体的重力势能最大 D.离地面有一定高度的物体的重力势能可能为零 D 学点2 重力做功与重力势能的改变 (2)重力势能的改变 如图2-2-2所示 物体的重力势能由在A处的mgh2变为B处的mgh1，重力势能改变量?Ep=EpB-EpA=mgh1-mgh2=-mg?h 注意：重力势能的大小与零势能参考平面的选取有关，但重力势能变化量的大小与零势能参考平面的选取无关。 (1)重力做功的特点 ①物体运动时，重力对它所做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体的运动路径无关。 ②重力做功的大小等于重力与初、末两位置高度差的乘积。 图2-2-2 (3)重力做功与重力势能改变的关系 图2-2-2中，质量为m的物体自高度为h2处的A点落至高度为h1处的B点，重力做功 WG=mg(h2-h1)=mg?h。 可见，WG=-Ep。 重力做的功与重力势能的关系可以写为：WG=Ep1-Ep2，其中Ep1=mgh1表示物体在初位置的重力势能，Ep2=mgh2表示物体在末位置的重力势能。 ①当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少。 ②当物体由低处运动到高处时，重力做负功(物体克服重力做功)，重力势能增加。 【例2】运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程， 将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法 正确的是( ) A.阻力对系统始终做负功 B.系统受到的合外力始终向下 C.重力做功使系统的重力势能增加 D.任意相等的时间内重力做的功相等 【解析】在两个过程中，阻力始终对系统做负功，选项A正确。加速下降时，系统受到的合力向下，减速下降时，系统受到的合力向上，选项B错误。两个过程中，重力始终做正功，系统的重力势能减少，选项C错误。在任意相等时间内，系统下降的高度不相等，故重力做功不相等，选项D错误。 A 2 我省沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓 解用电高