4/5第2節(jié)重力勢能(強基課逐點理清物理觀念)課標要求層級達標理解重力勢能,知道重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系。定性了解彈性勢能。學(xué)考層級1.知道重力做功的特點。2.理解重力勢能的表達式。3.了解彈性勢能的概念及決定因素。選考層級1.通過物體沿不同路徑運動時重力做功的分析,歸納出重力做功與路徑無關(guān)的特點。2.通過重力做功與重力勢能變化的關(guān)系,體會功能關(guān)系。逐點清(一)重力做功的特點[多維度理解]1.重力做的功重力所做的功WG=,Δh指初位置與末位置的高度差。

2.重力做功的特點物體運動時,重力對它做的功只跟它的有關(guān),而跟物體無關(guān)。

3.重力做功的正負物體下降時重力做功;物體被舉高時重力做功。

[全方位練明]1.判斷下列說法是否正確。(1)重力做功與路徑無關(guān),只與該物體初、末位置的高度差有關(guān)。()(2)同一物體運動的位移越大,重力對其做的功越多。()(3)物體下降時重力做正功,WG=mgh;物體上升時重力做負功,WG=-mgh。()2.如圖所示,某段滑雪雪道傾角θ=30°,總質(zhì)量m=50kg的滑雪運動員和雪橇從距底端高為h=10m處的雪道上由靜止開始勻加速下滑,所受阻力為Ff=150N,重力加速度g取10m/s2,運動員從上向下滑到底端的過程中,重力所做的功為()A.4500J B.5500JC.5000J D.6000J3.如圖所示,質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點滾下,經(jīng)過水平面BC后,再滾上另一斜面,當(dāng)它到達h4處的D點時,速度為零,在這個過程中,重力做功為(重力加速度為g)()A.mgh4 B.C.mgh D.0逐點清(二)重力勢能[多維度理解]1.重力勢能(1)定義:物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。(2)大小:物體的重力勢能等于它所受與所處的乘積,表達式為Ep=mgh。

(3)單位:在國際單位制中是,符號為。

2.重力做功與重力勢能的關(guān)系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)。

兩種情況:(1)物體由高處運動到低處時,重力做,重力勢能,即WG0,Ep1Ep2。

(2)物體由低處運動到高處時,重力做,重力勢能,即WG0,Ep1Ep2。

3.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,物體的重力勢能取為。

(2)相對性:選擇不同的參考平面,物體重力勢能的數(shù)值。

(3)正負的含義: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。

[微點撥](1)重力勢能是標量,但有正負,正負表示重力勢能的大小。(2)重力勢能的變化量ΔEp是絕對的,與參考平面的選取無關(guān)。[典例]如圖所示,水平桌面距地面的高度為0.8m,一物體(可看成質(zhì)點)質(zhì)量為2kg,放在桌面上方0.4m的支架上,則:(g取10m/s2)(1)以桌面為參考平面,計算物體具有的重力勢能,并計算物體由支架下落到地面過程中重力勢能的減少量;(2)以地面為參考平面,計算物體具有的重力勢能,并計算物體由支架下落到地面過程中重力勢能的減少量;(3)比較以上計算結(jié)果,說明什么問題?嘗試解答:[全方位練明]1.下列說法正確的是()A.對于同一個參考平面,若A物體重力勢能為-1J,B物體重力勢能為-3J,則EpA<EpBB.重力勢能是地球和物體共同具有的,而不是物體單獨具有的C.重力做功的大小與參考平面的選取有關(guān)D.克服重力做功,物體的重力勢能減小2.(2024·菏澤高一檢測)一個100g的球從1.8m的高處落到一個水平板上又彈回到1.25m的高度,則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是(g取10m/s2)()A.重力做功為1.8JB.重力做了0.55J的負功C.球的重力勢能一定減少0.55JD.球的重力勢能一定增加1.25J逐點清(三)彈性勢能[多維度理解]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,叫作彈性勢能。

2.影響彈性勢能的因素(1)彈性勢能跟形變的大小有關(guān):同一彈簧,在彈性限度內(nèi),形變越大,彈簧的彈性勢能就。

(2)彈簧的彈性勢能跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān):在彈性限度內(nèi),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.彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系同重力做功與重力勢能的變化關(guān)系相似:[全方位練明]1.判斷下列說法是否正確。(1)當(dāng)彈簧變長時,它的彈性勢能一定增大。()(2)當(dāng)彈簧變短時,它的彈性勢能一定變小。()(3)在拉伸長度相同時,勁度系數(shù)越大的彈簧,它的彈性勢能越大。()(4)彈簧在拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能。()2.如圖所示中的幾個運動過程,物體彈性勢能增加的是()A.如圖甲所示,跳高運動員從壓竿到竿伸直的過程中,桿的彈性勢能B.如圖乙所示,人從原長拉伸彈簧的過程中,彈簧的彈性勢能C.如圖丙所示,模型飛機用橡皮筋發(fā)射出去的過程中,橡皮筋的彈性勢能D.如圖丁所示,小球被彈簧向上彈起的過程中,彈簧的彈性勢能3.一根彈簧的彈力與其伸長量(位移)的關(guān)系F?x圖像如圖所示,當(dāng)彈簧的伸長量由3.0cm變到6.0cm的過程中()A.彈力所做的功是0.45J,彈性勢能減小了0.45JB.彈力所做的功是0.6J,彈性勢能減小了0.6JC.彈力所做的功是-0.45J,彈性勢能增大了0.45JD.彈力所做的功是-45J,彈性勢能增大了45J課下請完成課時跟蹤檢測(十九)第2節(jié)重力勢能逐點清(一)[多維度理解]1．mgΔh2.起點和終點的位置運動的路徑3.正負[全方位練明]1．(1)√(2)×(3)√2．選C根據(jù)題意可知，重力所做的功為W＝mgh＝5000J，故A、B、D錯誤，C正確。3．選B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；小球由C→D，重力做負功W2＝－mg·eq\f(h,4)；故小球由A→D全過程中重力做功WG＝W1＋W2＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h－\f(h,4)))＝eq\f(3,4)mgh，B正確。解法二全過程法全過程的高度差為h1－h(huán)2＝eq\f(3,4)h，故重力做功為WG＝eq\f(3,4)mgh，B正確。逐點清(二)[多維度理解]1．(2)重力高度(3)焦耳J2.Ep1－Ep2(1)正功減少＞＞(2)負功增加＜＜3．(1)水平面0(2)不同(3)正值負值[典例]解析：(1)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＝2×10×0.4J＝8J物體落至地面時，物體的重力勢能為Ep2＝mgh2＝2×10×(－0.8)J＝－16J因此物體在此過程中重力勢能的減少量為ΔEp＝Ep1－Ep2＝8J－(－16)J＝24J。(2)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′＝2×10×1.2J＝24J物體落至地面時，物體的重力勢能為Ep2′＝0在此過程中，物體重力勢能的減少量為ΔEp′＝Ep1′－Ep2′＝24J－0＝24J。(3)通過上面的計算，說明重力勢能是相對的，它的大小與參考平面的選取有關(guān)，而重力勢能的變化量是絕對的，它與參考平面的選取無關(guān)。答案：(1)8J24J(2)24J24J(3)見解析[全方位練明]1．選B對于同一個參考平面，若A物體重力勢能為－1J，B物體重力勢能為－3J，則EpA＞EpB，故A錯誤；重力勢能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨具有的，故B正確；重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān)，重力做功的大小與參考平面的選取無關(guān)，故C錯誤；克服重力做功即重力做負功，物體的重力勢能增大，故D錯誤。2．選C整個過程重力對球做正功，其大小為WG＝mgΔh＝mg(h1－h(huán)2)＝0.55J，A、B錯誤；重力做正功，重力勢能減少，且重力做多少正功，重力勢能就減少多少，因此球的重力勢能減少了0.55J，C正確，D錯誤。逐點清(三)[多維度理解]1．彈性彈力2.(1)越大(2)越大[全方位練明]1．(1)×(2)×(3)√(4)×2．選B題圖甲中竿的彈性勢能先增加后減小，題圖乙中彈簧的彈性勢能