物理 势能 学案

PAGE4/4势能【学习目标】1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。3．明确弹性势能的含义，知道弹性势能与哪些量有关。【学习重点】理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。【学习难点】理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。【学习过程】一、学习指南（一）重力势能及重力做功的特点1．定义：物体由于_______而具有的能量。2．重力的功（1）特点：跟物体运动的路径_______，仅由物体的_______和___、____两个位置的高度决定。（2）表达式：WG＝____________，其中h1、h2分别表示物体的初、末位置的高度。3．大小：等于物体受到的_______和它所处位置_______的乘积。4．表达式：Ep＝_______。5．单位：_______，与功的单位相同。6．具有相对性：它总是相对于选定的_______而言的（该平面称为零势能面），但物体在两个不同位置之间势能的差值是确定的，与参考平面无关。（二）弹性势能1．定义：物体由于发生_______而具有的能量。2．大小：物体的形变越大，弹性势能越_______。（三）势能是系统所共有的1．重力势能是_______和受重力作用的物体组成的系统所共有的。2．弹性势能是_______与受弹力作用的物体组成的系统所共有的。二、理解与应用1．重力做功与重力势能的区别与联系重力做功重力势能物理意义表达式影响大小的因素特点联系2．如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小的滑动摩擦力。小环能达到的最大高度为3h，求：（1）小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？（2）在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能。对比（1）问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。（3）以地面为零势能面。从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？3．2015年亚洲杯小组赛中，中国队战胜朝鲜队，以小组第一身份出线。比赛中守门员将静止在地面上的足球用大脚踢出，足球飞行最高高度为10m，在最高点速度为20m/s，已知足球质量为450g，以地面为零势能面，，不计空气阻力，求：（1）在最高点足球的重力势能为多少？（2）在最高点足球的动能为多少？（3）足球被守门员刚踢出的瞬间速度大小为多少？4．将同一物体从同一高度以平抛、上抛、下抛三种不同的方式抛出，落到同一地面上，则三种情况相比较，其重力做功、重力势能变化量是否相同？为什么？【达标检测】1．如图所示，质量相同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P球沿水平方向抛出，Q球同时被松开而自由下落。则下列说法中正确的是（）A．P球先落地 B．Q球先落地C．两球下落过程中重力势能变化相等 D．两球落地时速度方向相同2．关于重力势能，以下说法中正确的是（）A．某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的B．重力势能为零的物体，不可能对别的物体做功C．物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变D．只要重力做功，重力势能一定变化3．一根弹簧的弹力—位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cm的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为（）A．3.6J，－3.6JB．－3.6J，3.6JC．1.8J，－1.8JD．－1.8J，1.8J4．如图所示，轻质弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置。今用手向下拉重物，第一次把它缓慢拉到A点，弹力做功W1，第二次把它缓慢拉到B点后再令其回到A点，弹力做功W2，则这两次弹力做功的关系为（）A．W1＜W2B．W1＞W2C．W1=2W2D．W1=W25．从某一高度由静止释放一小球，忽略空气阻力，则小球在下落过程中（）A．重力对小球做负功 B．小球的重力势能增大C．小球的动能增大 D．小球的动能不变6．如图所示，小明同学水平拉伸一个弹弓，放手后将弹珠射出，则橡皮筋的弹性势能（）A．在释放过程中增加B．在拉伸过程中减小C．在释放过程中转化为弹珠动能D．在拉伸过程中由弹珠动能转化得到7．把一桶20L的纯净水从一楼搬到四楼，水的重力势能约增加了（）A．20J B．200J C．2×103J D．2×106J8．根据所学的物理知识进行判断，下列叙述不正确的是（