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4.4 势能 预习案 高一物理教科版（2019）必修第二册
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。
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
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
一、重力势能及重力做功的特点
1．定义：物体由于①__________而具有的能量。
2．重力的功
（1）特点：跟物体运动的路径②_____，仅由物体的③_____和④_____、⑤_____两个位置的高度决定。
（2）表达式：WG＝mgh1－mgh2，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⑥_____和它所处位置⑦_____的乘积。
4．表达式：Ep＝mgh。
5．单位：⑧_____，与功的单位相同。
6．具有相对性：它总是相对于选定的⑨__________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⑩__________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。
答案：
①位于高处 ②无关 ③质量 ④初 ⑤末 ⑥重力 ⑦高度 ⑧焦耳 ⑨参考平面 ⑩弹性形变 大 地球 弹力装置
1.关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是( )
A.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增加
B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定减少
C.弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
D.在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大
2.一个0.1kg的球从1.8m的高处落到地上又弹回到的0.8m高度，选下落起点为参考面（），下列说法正确的是( )
A.整个过程重力做功为1.8J B.整个过程重力做了1J的功
C.物体的重力势能一定减少了0.8J D.物体在地面时的重力势能为0
3.如图所示，小朋友站在“蹦蹦跳”上随踏板跳跃，从状态1到状态2是着地后杆外的弹簧向上弹起并恢复原长的过程。在此过程中关于小朋友的重力势能和弹簧的弹性势能的变化，下列判断正确的是( )
A.减小，增加 B.减小，减小
C.增加，减小 D.增加，增加
4.（多选）图甲是玩蹦极游戏的示意图，将弹性绳子的一端系在人身上，另一端固定在高处，然后人从高处跳下。图乙是人到达最低点时的情况，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是最低点，对于人离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是( )
A.重力对人一直做正功
B.人的重力势能一直减小
C.人通过B点之后，开始减速，到D点速度减为0
D.从A点到D点，弹性绳子的弹性势能一直增加
5.如图所示，光滑的斜面体固定在水平地面上，滑块和弹簧组成弹簧振子，滑块在光滑斜面上的A、B两点之间做往复运动，O为平衡位置，下列说法正确的是( )
A.滑块运动到O点时，加速度最大
B.滑块运动到O点时，速度最大
C.滑块由A向O运动过程中，弹簧弹性势能先减小后增大
D.滑块由O向B运动过程中，滑块的机械能一直不变
答案以及解析
1.答案：D
解析：AB.当弹簧始终处于压缩状态时，弹簧变长后弹性势能将减小，弹簧变短后弹性势能将增大，故AB错误；
C.弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧劲度系数k相同，弹簧拉伸时和压缩时形变量相等的情况下，两者弹性势能相等，故C错误；
D.弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧长度相同的弹簧，弹性势能不一定相同，在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故D正确。
故选D。
2.答案：B
解析：ABC.整个过程重力做功为，则整个过程物体的重力势能减少了1J，故AC错误，B正确;D.选下落起点为参考面，则物体在地面时的重力势能为，故D错误。故选B。
3.答案：C
解析：弹簧向上弹起并恢复原长的过程，小朋友克服自身重力做功，重力势能增加，弹簧弹力做正功，弹性势能减小，即增加，减小。故选C。
4.答案：AB
解析：整个过程中，人向下运动，重力与运动方向相同，重力一直做正功，重力势能一直减小，故AB正确;C.从B点到C点过程中，弹力绳的弹力小于人的重力，因此人做加速运动，从C点到D点过程中，弹力绳的弹力大于人的重力，因此人做减速运动，即B到D过程人先加速在减速，故C错误；D.人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹力与运动方向相反，弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加，故D错误。故选AB。
5.答案：B
解析：AB.滑块运动到O点时，加速度为零，速度最大，选项A错误，B正确;C.滑块由A向O运动过程中，弹簧伸长量一直减小，则弹性势能一直减小，选项C错误;D.滑块由O向B运动过程中，弹簧的弹力最滑块做功，则滑块的机械能会发生变化，选项D错误。故选B。

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