1、必修必修2 2 第四章第三節(jié)第四章第三節(jié)勢(shì)勢(shì) 能能課標(biāo)定位課標(biāo)定位應(yīng)用：應(yīng)用：1.會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算2重心位置的變動(dòng)及總功計(jì)算重心位置的變動(dòng)及總功計(jì)算理解：理解：1.重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系2重力勢(shì)能的相對(duì)性重力勢(shì)能的相對(duì)性3彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系認(rèn)識(shí)：認(rèn)識(shí)：1.重力勢(shì)能及其相對(duì)性重力勢(shì)能及其相對(duì)性2彈性勢(shì)能的概念及相關(guān)因素彈性勢(shì)能的概念及相關(guān)因素3勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的物體豎直下落物體豎直下落 從從 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1m

2、gh2 一、重力勢(shì)能一、重力勢(shì)能1 1定義：物體由于定義：物體由于_而具有而具有的能量的能量2 2重力的功與路徑的關(guān)系重力的功與路徑的關(guān)系位于高處位于高處物體沿斜線運(yùn)動(dòng)物體沿斜線運(yùn)動(dòng) 從從 A A 到到 C CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2物體沿曲線運(yùn)動(dòng)物體沿曲線運(yùn)動(dòng) 從從 A A 到到 C Ch1h2h3ACh2h1hAh 1L L)(321hhhmgmgh21mghmgh 321WWWW321hmghmghmgW11coshmgmglW重力做功的特點(diǎn): 重力做功與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置（高度）有關(guān)，即重力做功數(shù)值等

3、于重力與高度差的乘積。WG = mgh1 - mgh2即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2.將一個(gè)物體由將一個(gè)物體由A移到移到B，重力做功，重力做功()A與運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否存在阻力有關(guān)與運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否存在阻力有關(guān)B沿長(zhǎng)度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力沿長(zhǎng)度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多做的功多C沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少做的功少D上述幾種情況重力做功同樣多上述幾種情況重力做功同樣多答案：答案：D3.重力勢(shì)能(1)物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積。(2)在國(guó)際單位制中的單位：焦耳(J) (3)重

4、力勢(shì)能是標(biāo)量，狀態(tài)量。(4)重力勢(shì)能的變化 EP=mgh2-mgh1 Ep=mgh（5）重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系如果重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力對(duì)物體做的功。如果重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力做的功。12GPPPWEEE （6）重力勢(shì)能的相對(duì)性高度的相對(duì)性決定了重力勢(shì)能的相對(duì)性。 計(jì)算重力勢(shì)能之前需要先選定參考平面。 （在參考平面，物體的重力勢(shì)能為零。參考平面 的選取是任意的，一般選地面為參考平面 ） 在參考平面下方的物體的高度是負(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)值。 在參考平面上方的物體的高度是正值，重力勢(shì)能也是正值；17因?yàn)橐驗(yàn)镋pmgh，高度，高度h的相

5、對(duì)性決定了重力勢(shì)能的相對(duì)性決定了重力勢(shì)能具有相對(duì)性，例如計(jì)算放在桌子上的物體具有多具有相對(duì)性，例如計(jì)算放在桌子上的物體具有多大的重力勢(shì)能時(shí)，可能有不同的結(jié)果如圖大的重力勢(shì)能時(shí)，可能有不同的結(jié)果如圖431所示，所示，圖圖431若選擇桌面為參考面，物體若選擇桌面為參考面，物體的重力勢(shì)能為零，選擇地面的重力勢(shì)能為零，選擇地面為參考面，物體的重力勢(shì)能為參考面，物體的重力勢(shì)能為正值，選擇桌面上方的某為正值，選擇桌面上方的某一高度為參考面，物體的重一高度為參考面，物體的重力勢(shì)能為負(fù)值力勢(shì)能為負(fù)值特別提醒：特別提醒：（1）Epmgh，h表示物體重心相對(duì)表示物體重心相對(duì)參考面的高度，物體在參考面上方，參考面的

6、高度，物體在參考面上方，h0在參考在參考面下方，面下方，h0，表示，表示重力勢(shì)能增加，重力勢(shì)能增加，Ep0表示重力勢(shì)能減少表示重力勢(shì)能減少變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1如圖如圖435所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m的小球，的小球，從離桌面從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為高處由靜止下落，桌面離地高度為h.若若以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能及整個(gè)過(guò)程中重力勢(shì)能的變化分別是及整個(gè)過(guò)程中重力勢(shì)能的變化分別是()圖圖435Amgh減少減少mg(Hh)Bmgh減少減少mg(Hh)Cmgh減少減少mg(Hh)Dmgh減少減少mg(Hh)解析：解析：選選D.以桌面為

7、參考平面，落地時(shí)物體的重以桌面為參考平面，落地時(shí)物體的重力勢(shì)能為力勢(shì)能為mgh，初狀態(tài)重力勢(shì)能為，初狀態(tài)重力勢(shì)能為mgH，即重，即重力勢(shì)能的變化力勢(shì)能的變化EpmghmgHmg(Hh)所以重力勢(shì)能減少了所以重力勢(shì)能減少了mg(Hh)D正確正確類(lèi)型二重力做功與重力勢(shì)能的變化重力做功與重力勢(shì)能的變化【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】已知物體運(yùn)動(dòng)的加速度，可由牛已知物體運(yùn)動(dòng)的加速度，可由牛頓第二定律求出對(duì)物體的拉力，再由功的定義即頓第二定律求出對(duì)物體的拉力，再由功的定義即可求出各個(gè)力的功重力勢(shì)能的變化可由重力做可求出各個(gè)力的功重力勢(shì)能的變化可由重力做功來(lái)求得，也可由重力勢(shì)能的定義求得功來(lái)求得，也可由重力勢(shì)能的定義

8、求得【方法總結(jié)】從本題可以看出，重力做功跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)判斷物體的重力勢(shì)能如何變化時(shí)，應(yīng)根據(jù)重力做功還是克服重力做功來(lái)判斷，如果重力對(duì)物體做功，重力勢(shì)能減少；物體克服重力做功時(shí)，重力勢(shì)能增加變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖如圖436所示，在水平地面上平所示，在水平地面上平鋪鋪n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為，厚度為h，如將磚，如將磚一塊一塊地疊放起來(lái)，至少需要克服重力做多少一塊一塊地疊放起來(lái)，至少需要克服重力做多少功？功？解析：解析：取取n塊磚的整體為研究對(duì)象，如題圖所示，塊磚的整體為研究對(duì)象，如題圖所示，疊放起來(lái)后整體重心距地面疊放起來(lái)后整體重心距地面0.5nh，原來(lái)距地面，原

9、來(lái)距地面0.5h，故有：，故有：WEpnmg0.5nhnmg0.5h0.5n(n1)mgh.答案：答案：0.5n(n1)mgh圖圖436類(lèi)型三彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的關(guān)系彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的關(guān)系如圖如圖437所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m的物體靜止在的物體靜止在地面上，物體上面連著一個(gè)輕彈簧，用手拉住彈地面上，物體上面連著一個(gè)輕彈簧，用手拉住彈簧上端上移簧上端上移H，將物體緩緩提高，將物體緩緩提高h(yuǎn)，拉力，拉力F做功做功WF，不計(jì)彈簧的質(zhì)量，則下列說(shuō)法正確的是不計(jì)彈簧的質(zhì)量，則下列說(shuō)法正確的是()圖圖437A重力做功重力做功mgh，重力勢(shì)能減少，重力勢(shì)能減少mghB彈力做功彈力做功WF，彈性勢(shì)能增加，

10、彈性勢(shì)能增加WFC重力勢(shì)能增加重力勢(shì)能增加mgh，彈性勢(shì)能增，彈性勢(shì)能增加加FHD重力勢(shì)能增加重力勢(shì)能增加mgh，彈性勢(shì)能增，彈性勢(shì)能增加加WFmgh【精講精析精講精析】可將整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段：一可將整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段：一是彈簧伸長(zhǎng)到是彈簧伸長(zhǎng)到m剛要離開(kāi)地面階段，拉力克服彈剛要離開(kāi)地面階段，拉力克服彈力做功力做功WF1W彈彈，等于彈性勢(shì)能的增加，二是，等于彈性勢(shì)能的增加，二是彈簧長(zhǎng)度不變，物體上升彈簧長(zhǎng)度不變，物體上升h，拉力克服重力做功，拉力克服重力做功WF2WGmgh，等于重力勢(shì)能的增加，又由，等于重力勢(shì)能的增加，又由WF1WF2WF可知可知A、B、C錯(cuò)，錯(cuò)，D對(duì)對(duì) 【答案答案】D【

11、方法總結(jié)方法總結(jié)】判斷彈簧的彈性勢(shì)能是否發(fā)生變判斷彈簧的彈性勢(shì)能是否發(fā)生變化的標(biāo)志是彈簧的長(zhǎng)度是否發(fā)生變化，該題過(guò)程化的標(biāo)志是彈簧的長(zhǎng)度是否發(fā)生變化，該題過(guò)程一中彈簧伸長(zhǎng)，彈性勢(shì)能增加，過(guò)程二中彈簧長(zhǎng)一中彈簧伸長(zhǎng)，彈性勢(shì)能增加，過(guò)程二中彈簧長(zhǎng)度不變，故彈性勢(shì)能不變度不變，故彈性勢(shì)能不變變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3如圖如圖438所示，小明玩蹦蹦桿，在小明將蹦蹦所示，小明玩蹦蹦桿，在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過(guò)程中，小明的重力勢(shì)能、桿中的彈簧向下壓縮的過(guò)程中，小明的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能的變化是彈簧的彈性勢(shì)能的變化是()圖圖438A重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增大重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增大B重力勢(shì)能增大，彈

12、性勢(shì)能減少重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減少C重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能減少重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能減少D重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大解析：解析：選選A.彈簧向下壓縮的過(guò)程中，彈簧壓縮量彈簧向下壓縮的過(guò)程中，彈簧壓縮量增大，彈性勢(shì)能增加；下降中，重力做正功，重增大，彈性勢(shì)能增加；下降中，重力做正功，重力勢(shì)能減少力勢(shì)能減少課堂小結(jié)課堂小結(jié)一、重力勢(shì)能一、重力勢(shì)能1定義：物體由于定義：物體由于_而具有的能而具有的能量量2重力的功重力的功(1)特點(diǎn)：跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑特點(diǎn)：跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑_，僅由物體，僅由物體的的_和和_兩個(gè)位置的高度決定兩個(gè)位置的高度決定(2)表達(dá)式：表達(dá)式：_，其中，其

13、中h1、h2分分別表示物體的始、末位置的高度別表示物體的始、末位置的高度3大小：等于物體受到的大?。旱扔谖矬w受到的_和它的和它的_的乘積的乘積位于高處位于高處無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)質(zhì)量質(zhì)量初末初末WGmgh1mgh2重力重力高度高度4表達(dá)式：表達(dá)式：_.5單位：?jiǎn)挝唬篲，與功的單位相同，與功的單位相同6重力勢(shì)能具有相對(duì)性，它總是相對(duì)于選定的重力勢(shì)能具有相對(duì)性，它總是相對(duì)于選定的_而言的而言的(該平面稱(chēng)為零勢(shì)面該平面稱(chēng)為零勢(shì)面)，但，但物體在兩個(gè)不同位置之間勢(shì)能的差值是確定的，物體在兩個(gè)不同位置之間勢(shì)能的差值是確定的，與參考平面無(wú)關(guān)與參考平面無(wú)關(guān)Epmgh焦耳焦耳參考平面參考平面重力做功與重力勢(shì)能的區(qū)別與聯(lián)系

14、重力做功與重力勢(shì)能的區(qū)別與聯(lián)系概念概念比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目重力做功重力做功重力勢(shì)能重力勢(shì)能物理意義物理意義重力對(duì)物體重力對(duì)物體做功做功由物體與地球的相互由物體與地球的相互作用力和它們之間的作用力和它們之間的相對(duì)位置決定的能相對(duì)位置決定的能表達(dá)式表達(dá)式WGGhmghEpmgh影響大小影響大小的因素的因素重力重力mg和和初末位置的初末位置的高度差高度差h重力重力mg和某一位置和某一位置的高度的高度h概念概念比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目重力做功重力做功重力勢(shì)能重力勢(shì)能特點(diǎn)特點(diǎn)只與初、末位置只與初、末位置的高度差有關(guān)，的高度差有關(guān)，與路徑及參考平與路徑及參考平面的選擇無(wú)關(guān)面的選擇無(wú)關(guān)與參考平面的選與參考平面的選擇有關(guān)，同一位擇有關(guān)，同一位置的物體，選擇置的物體，選擇不同的參考平面不同的參考平面會(huì)有不同值會(huì)有不同值過(guò)程量過(guò)程量狀態(tài)量狀態(tài)量聯(lián)系聯(lián)系重力做功過(guò)程是重力勢(shì)能改變的過(guò)重力做功過(guò)程是重力勢(shì)能改變的過(guò)程，重力做正功，重力勢(shì)能減少，程，重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加且重重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加且重力做了多少功，重力勢(shì)能就改變多力做了多少功，