高一物理重力势能和弹性势能(1)

1、重力势能和弹性势能重力势能和弹性势能 重重 力力 势势 能能 美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为万年前，一颗直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到万千克、速度达到20千米秒，千米秒，爆炸力相当于爆炸力相当于2000万千克万千克TNT，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可米的大坑。据说，坑

2、中可以安放下以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。多万观众。 陨石坑陨石坑美国内华达州亚利桑那美国内华达州亚利桑那（1）俄罗斯）俄罗斯“和平号和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达可达3000，其能量由什么能量转化而来，其能量由什么能量转化而来 ？（？（2）打桩机的重锤从高处落）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里下时，为什么能把水泥打进地里? （3）水力发电站为什么要修那么高的大）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（坝？（4）在你的头顶上方相同的高度）在你的头顶上方相同的高

3、度,分别用细绳悬挂一个粉笔头和分别用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？的铅球，你的感觉有何不同？以上问题的根本原因都在于以上问题的根本原因都在于水电站“和平号和平号”空间站残片空间站残片一、重力做功一、重力做功重力做功的特点：重力做功的特点：1、重力做功与路径无关、重力做功与路径无关,2、只跟始末位置的高度差、只跟始末位置的高度差h有关有关 “mgh”是一个有特殊意义的物理量是一个有特殊意义的物理量,势能是和相对位置有关的能量，就用这个物理势能是和相对位置有关的能量，就用这个物理量表示物体的重力势能。量表示物体的重力势能。GWmghcosGWmglmgh123123123

4、()GWWWWmghmghmghmghhhmgh GWmgh2 2、重力势能的表达式、重力势能的表达式EP 物体的重力势能，物体的重力势能，单位：焦（单位：焦（J） 即：物体的重力势能等于物体的重即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积量和它的高度的乘积二、重力势能二、重力势能pEmg h1 1、物体由于被举高而使物体具有的能叫重力势能、物体由于被举高而使物体具有的能叫重力势能3、对重力势能的理解：、对重力势能的理解： 如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上的小球，从桌面以上h1=1.2m的的A点落到点落到地面的地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下请按要求

5、填写下表表(g=10m/s2)h1h2AB、重力势能具有、重力势能具有相对性相对性，其数值与参考平面，其数值与参考平面 的选取有关。的选取有关。 理论上零势面的选取是任意的。理论上零势面的选取是任意的。 一般选一般选地面地面或或系统最低处系统最低处为参考平面。为参考平面。 零势能面以上重力势能为正值，零势能面以下为负零势能面以上重力势能为正值，零势能面以下为负值值、重力势能是标量，其、重力势能是标量，其“+”、“-”表示大小。表示大小。、重力势能的变化量是绝对的。、重力势能的变化量是绝对的。、重力势能是地球和物体、重力势能是地球和物体系统所共有系统所共有的。通常的。通常 讲物体具有重力势能为习

6、惯说法。讲物体具有重力势能为习惯说法。三、重力做功与重力势能变化的关系三、重力做功与重力势能变化的关系 一小球以某一初速度做竖直上抛运动，从抛出点到运动一小球以某一初速度做竖直上抛运动，从抛出点到运动最高点的距离为最高点的距离为h,AB 重力做负功重力做负功-mgh，重力势能增加，重力势能增加EEP P= =mgh；BA重力做正功重力做正功mgh，重力势能减少，重力势能减少EEP P= =mgh 。结论：结论： 重力做的功等于重力势能的减少量重力做的功等于重力势能的减少量21()GPPPWEEE V0练习：练习：1、质量相同的木球和铅球，放在同一水平桌面上时，哪个重力、质量相同的木球和铅球，放

7、在同一水平桌面上时，哪个重力势能较大？为什么？势能较大？为什么？2、选择不同的水平面作参考平面，物体在某一位置的重力势能、选择不同的水平面作参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量（和某一过程中重力势能的改变量（ D ）A.都具有不同的数值都具有不同的数值B.都具有相同的数值都具有相同的数值C.前者具有相同数值，后者具有不同数值前者具有相同数值，后者具有不同数值D.前者具有不同数值，后者具有相同数值前者具有不同数值，后者具有相同数值3、一物体从、一物体从A点沿粗糙面点沿粗糙面AB与光滑面与光滑面AC分别滑到同分别滑到同一水平面上的一水平面上的B点与点与C点，则下列说法中正

8、确的是点，则下列说法中正确的是（ BD ）A.沿沿AB面重力做功多面重力做功多B.沿两个面重力做的功相同沿两个面重力做的功相同C.沿沿AB面重力势能减少多面重力势能减少多D.沿两个面减少的重力势能相同沿两个面减少的重力势能相同弹性势能一、弹性势能一、弹性势能 发生弹性形变的物体各部分之间由于发生弹性形变的物体各部分之间由于弹弹力的相互作用力的相互作用而具有的势能而具有的势能1 1、弹簧的长度、弹簧的长度2 2、劲度系数、劲度系数1、弹性势能的表达式可能与哪几个物理、弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？量有关？2、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？（

9、类比、进一步建构功能关系思想）关系？（类比、进一步建构功能关系思想）二、探究弹性势能的表达式二、探究弹性势能的表达式W外外E弹弹3、怎样计算拉力所做的功？、怎样计算拉力所做的功？F为变力，如何求其做的功？微元法是否将处理匀变速是否将处理匀变速直线运动的位移的直线运动的位移的方法迁移。方法迁移。回忆：回忆：怎样计算这个求和式？怎样计算这个求和式？otvvootvvootvvootvvo vtxS面积在图象中，物体的位移：拉力做功的计算方法拉力做功的计算方法olFolFolFolFlk l求变力做功的方法：求变力做功的方法： FlWS面积在图象中：12k ll 212Ekx弹4、弹簧的弹性势能的表

10、达式、弹簧的弹性势能的表达式说明：说明：一般规定弹簧在一般规定弹簧在原长原长时，弹簧的弹性势能时，弹簧的弹性势能为零为零三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系1、弹簧弹力做、弹簧弹力做正功正功，弹性势能，弹性势能减少减少 弹簧弹力做弹簧弹力做负功负功，弹性势能，弹性势能增加增加2、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系221211=22pWEkxkx弹O A 弹力做负功，弹性势能增加；弹力做负功，弹性势能增加；A O弹力做正功，弹性势能减少弹力做正功，弹性势能减少O B弹力做负功，弹性势能增加；弹力做负功，弹性势能增加； B O弹力做

11、正功，弹性势能减少弹力做正功，弹性势能减少练习练习1、在水平面上竖直放置一轻质弹簧，、在水平面上竖直放置一轻质弹簧，有一物体在它的正上方自由落下，在物体有一物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零时，（压缩弹簧速度减为零时，（C） A物体的重力势能最大物体的重力势能最大 B物体的动能最大物体的动能最大 C弹簧的弹性势能最大弹簧的弹性势能最大 D弹簧的弹性势能最小弹簧的弹性势能最小2 2、一物体以初速度、一物体以初速度v v0 0冲向与竖起墙壁相连的轻质弹冲向与竖起墙壁相连的轻质弹簧，墙壁与物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，簧，墙壁与物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，下列说法正确的

12、是：（）下列说法正确的是：（）A A、物体对弹簧的功与弹簧的压缩量成正比、物体对弹簧的功与弹簧的压缩量成正比B B、物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不等、物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不等C C、弹力做正功，弹簧的弹性势能减小、弹力做正功，弹簧的弹性势能减小D D、弹力做负功，弹簧的弹性势能增加、弹力做负功，弹簧的弹性势能增加BD3、质量相同的两物块、质量相同的两物块如图所示放置，此时如图所示放置，此时弹簧的弹性势能为弹簧的弹性势能为EP1 ，现用力，现用力F向上提向上提物块物块A，当物块，当物块B刚好刚好离开地面时，弹簧的离开地面时，弹簧的弹性势能为弹性势能为EP2 ，则则EP1- EP2。（大于，（大于，等于或小于）等于或小于）AB一、重力做功的特点一、重力做功的特点 与路径无关，只与起点和终点的高度差有关与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。 表达式表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系三、重力做