资源简介

(共23张PPT)
1.4　势能及其改变
1.理解重力势能的概念。会用重力势能的定义进行计算。
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.理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的相关因素。
学习目标
知识点一　重力势能
思考：如图所示，小球的重力势能与哪些因素有关？
提示：小球越高，质量越大，泡沫塑料板形变越大，说明小球的重力势能与高度、质量有关。
1.定义：物体因为处于一定的高度而具有的能量。
2.表达式：Ep＝mgh。
3.单位：在国际单位制中，单位为焦耳，符号J。
4.标矢性：重力势能是标量，只有大小，没有方向，但有正负之分。
5.相对性
(1)零势能参考平面：把高度规定为零的水平面。物体在该平面上的重力势能为零。
(2)零势能参考平面的选取：零势能参考平面的选取是任意的，通常情况下选取地面为零势能参考平面。
(3)选择不同的零势能参考平面，同一物体重力势能的数值是不同的。
(4)对选定的零势能参考平面，上方物体的重力势能是正值，下方物体的重力势能是负值。
判断正误
(1)物体的质量越大，重力势能一定越大。 ( )
(2)物体所处的位置越高，重力势能一定越大。 ( )
(3)处在零势能参考平面上的物体，其重力势能均为零。 ( )
(4)同一物体在不同位置的重力势能分别为Ep1＝3 J，Ep2＝－10 J，则Ep1思考：如图所示的滑雪运动员从雪山高处高速滑下，运动员的重力做了正功还是负功？其重力势能增大了还是减小了？当他冲上另一个高坡时会怎样？
提示：运动员从高处滑下，位移向下，重力做了正功；由于高度降低，其重力势能减小；当运动员冲上另一个高坡时，重力做负功，重力势能增大。

知识点二　重力做功与重力势能改变的关系
1.重力做功
(1)表达式：WG＝mg(h1－h2)＝mgh，其中h1表示物体起点的高度，h2表示物体终点的高度，h表示物体起点和终点的高度差。
(2)特点：重力做功与始末位置的高度差有关，与路径无关。
2．重力做功与重力势能改变的关系
(1)关系式：WG＝ Ep1－Ep2＝ －ΔEp。
(2)两种情况
①物体从高处下落：重力做正功(即WG>0)，重力势能增加(即Ep1>Ep2)；
②物体从低处上升：重力做负功(物体克服重力做功，即WG<0)，重力势能减少(即Ep1判断正误
(1)某游客从山顶选择不同的路径下山，其重力所做的功一定不同。 ( )
(2)物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加。 ( )
(3)重力做正功，重力势能一定减少。 ( )
(4)重力势能为零的物体，没有对外做功的本领。 ( )
思考：如图所示，在光滑的水平面上使物块向左压弹簧一定距离后处于静止状态，然后释放物块，会看到什么现象？说明了什么？(物块与弹簧不连接)
知识点三　弹性势能及其改变
提示：弹簧会恢复原长，在弹簧恢复原长的过程中，弹力推着物块前进，即弹力对物块做功，物块具有了速度。弹簧能对物块做功，说明压缩的弹簧具有能量。
1.弹性势能
(1)定义：物体因为发生弹性形变而具有的能量。
(2)影响因素
①物体的弹性形变越大，具有的弹性势能也就越大。
②对于弹簧，弹性势能还与劲度系数有关；在同样的形变下，劲度系数越大的弹簧，弹性势能越大。

2.弹力做功与弹性势能改变的关系
(1)弹簧的弹力对外做多少功，弹性势能就减小多少；
(2)克服弹簧的弹力做多少功，弹性势能就增大多少。
3.势能
(1)势能的概念：由物体间的相对位置决定的能量称为势能。
①重力势能是与物体和地球的相对位置有关的势能。
②弹性势能是与发生弹性形变的物体各部分的相对位置有关的势能。
(2)势能的系统性：势能是存储于一个物体系统内的能量，不是物体单独具有的，而是相互作用的物体所共有的。
判断正误
(1)对于弹性势能，一般地，物体的弹性形变量越大，弹性势能越大。( )
(2)弹力做了多少功就有多少弹性势能发生变化。 ( )
(3)弹簧弹力做正功过程，是弹簧恢复原长的过程，弹性势能减少。 ( )
(4)当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大。 ( )
1.(多选)关于重力势能的理解，下列说法正确的是 (　　)
A．重力势能有正负，是矢量
B．重力势能的零势能参考平面只能选地面
C．重力势能的零势能参考平面的选取是任意的
D．重力势能的正负代表大小
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解析：重力势能是标量，但有正负，重力势能的正、负表示比零势能大还是小，故A错误，D正确；重力势能的零势能参考平面的选取是任意的，习惯上常选地面为零势能参考平面，故B错误，C正确。
答案：CD　
2.关于重力做功和物体重力势能的变化，下列说法错误的是(　　)
A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少
B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
C．重力做功的多少与零势能参考平面的选取无关
D．重力势能的变化量与零势能参考平面的选取有关
解析：重力做正功，重力势能一定减少，选项A正确；重力做负功，重力势能一定增加，选项B正确；重力势能的变化量由重力做功的多少来量度，取决于重力的大小以及初、末位置的高度差，与其他因素无关，选项C正确，选项D错误。
答案：D　

3.如图所示的几个运动过程中，物体均发生弹性形变，则弹性势能增加的是(　　)
A．如图甲所示，撑杆跳高的运动员上升的过程中，杆的弹性势能
B．如图乙所示，人拉长弹簧的过程中，弹簧的弹性势能
C．如图丙所示，模型飞机被橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能
D．如图丁所示，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
解析：选项A、C、D中物体的形变量均减小，所以弹性势能减小；选项B中物体的形变量增大，所以弹性势能增加。故B正确。
答案：B　

4.如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端与一弹簧紧密连
接，弹簧的另一端固定在墙上，在力F的作用下物体处于静止状态。当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说
法正确的是 (　　)
A．弹簧的弹性势能先减小后增大
B．弹簧的弹性势能先增大后减小
C．弹簧的弹性势能逐渐减小
D．弹簧的弹性势能逐渐增大
解析：由物体处于静止状态可知，弹簧处于压缩状态，撤去F后，物体在向右运动的过程中，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能先减小后增大，故A正确。
答案：A

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