第26天-重力势能(人教版2019)(解析版).docxVIP

第26天重力势能（预习篇）

1.知道重力做功的特点.

2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系.

3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球组成的“系统”所共有的.

4.理解弹性势能，知道影响弹性势能大小的相关因素．

一、重力做的功

1．重力所做的功WG＝mgΔh，Δh指初位置与末位置的高度差．

2．重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关．

二、重力势能

1．定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．

2．大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，表达式为Ep＝mgh.

3．单位：焦耳．

4．重力做功和重力势能变化的关系：重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加．关系式：WG＝Ep1－Ep2.

三、重力势能的相对性

1．重力势能的相对性

在参考平面上物体的重力势能为0.选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的，但重力势能的差值相同．(后两空选填“相同”或“不同”)

2．标矢性：重力势能为标量，其正负表示重力势能的大小．物体在参考平面上方时，重力势能为正值；在参考平面下方时，重力势能为负值．

四、弹性势能

1．定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能，叫弹性势能．

2．影响弹性势能的因素

(1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，在弹性限度内，形变越大，弹簧的弹性势能就越大．

(2)弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关：在弹性限度内，不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数越大，弹性势能越大．

一、重力做的功

例题1.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是()

A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功

B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功

C．从A到B重力做功mg(H＋h)

D．从A到B重力做功mgH

答案D

解析重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关．从A到B的高度差是H，故从A到B重力做的功是mgH，选项D正确．

解题归纳：

1．重力做功只与重力和物体高度变化有关，与运动路径无关．

2．物体下降时重力做正功，WG＝mgh；

物体上升时重力做负功，WG＝－mgh.

3．重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，即恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关．

二、重力势能

例题2.如图所示，水平桌面距地面的高度为0.8m，一物体(可看成质点)质量为2kg，放在桌面上方0.4m的支架上，则：(g取10m/s2)

(1)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；

(2)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；

(3)比较以上计算结果，说明什么问题？

答案(1)8J24J(2)24J24J(3)见解析

解析(1)以桌面为参考平面，物体距参考平面的高度为h1＝0.4m，

因而物体具有的重力势能为

Ep1＝mgh1＝2×10×0.4J＝8J

物体落至地面时，物体的重力势能为

Ep2＝mgh2＝2×10×(－0.8)J＝－16J

因此物体在此过程中的重力势能减少量为

ΔEp＝Ep1－Ep2＝8J－(－16)J＝24J

(2)以地面为参考平面，物体距参考平面的高度为

h1′＝(0.4＋0.8)m＝1.2m，因而物体具有的重力势能为

Ep1′＝mgh1′＝2×10×1.2J＝24J

物体落至地面时，物体的重力势能为Ep2′＝0

在此过程中，物体的重力势能减少量为

ΔEp′＝Ep1′－Ep2′＝24J－0＝24J；

(3)通过上面的计算，说明重力势能是相对的，它的大小与参考平面的选取有关，而重力势能的变化量是绝对的，它与参考平面的选取无关．

解题归纳：

1．重力势能与重力势能的变化量

(1)重力势能Ep＝mgh具有相对性，与参考平面的选取有关，其中h是相对参考平面的高度．当物体在参考平面下方h处时，重力势能Ep＝－mgh.

(2)重力势能是标量，但有正负，正负表示重力势能的大小．

(3)重力势能的变化ΔEp与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的．

2．重力做功与重力势能变化的关系

WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp

(1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，重力势能的减少量等于重力所做的功．

(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，重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功．

1.如图所示，一