内容正文:
2.重力势能
1.知道重力做功与路径无关。
2.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算。
3.掌握重力做功与重力势能变化的关系,理解重力势能的相对性。
4.理解弹性势能的概念,掌握弹力做功与弹性势能变化的关系。
5.知道弹簧的弹性势能的大小跟弹簧劲度系数和形变量的关系。
1.重力做的功
(1)表达式
WG=mgh1-mgh2,其中Δh表示物体起点和终点的高度差,h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
mgΔh=
(2)正负
物体下降时重力做负功。
正功;物体被举高时重力做
(3)特点
物体运动时,重力对它做的功只跟它的路径无关。
终点的位置有关,而跟物体运动的起点和
2.重力势能
(1)重力势能Ep=mgh,其中h表示物体所在位置的高度。
(2)单位:大小。
标量,正负表示焦耳,与功的单位相同。重力势能是
(3)重力做功与重力势能变化的关系
①表达式:WG=Ep1-Ep2。
②重力做正功,重力势能增加。
减少;重力做负功,重力势能
3.重力势能的相对性
(1)参考平面:物体的重力势能总是相对于某一0。
水平面叫作参考平面。在参考平面上,物体的重力势能取为水平面来说的,这个
(2)重力势能的相对性
选择不同的参考平面,物体重力势能的数值是不同的。
对选定的参考平面,上方物体的重力势能是小。
负值。负值的重力势能,表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能正值,下方物体的重力势能是
(3)重力势能的系统性
严格地说,重力势能是物体所组成的“系统”所共有的,而不是地球上的物体单独具有的。[来源:Zxxk.Com]地球与
4.弹性势能
(1)弹性势能的概念
发生弹力的相互作用而具有的势能,叫作弹性势能。
弹性形变的物体的各部分之间,由于有
(2)弹性势能大小的影响因素
①弹性势能跟越大。
越多,弹簧的弹性势能就长度有关。被拉伸或压缩的长度越长,恢复原状过程中对外做的功就形变的大小有关系。在弹性限度内,弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或压缩的
②弹簧的弹性势能还跟弹簧的越大。
越多,弹簧的弹性势能就劲度系数有关。不同的弹簧发生同样大小的形变,劲度系数越大,弹簧恢复原状过程中对外做的功就
(3)势能也叫相对位置有关。重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的,弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的。位能,与相互作用的物体的
判一判
(1)重力势能Ep1=2 J,Ep2=-3 J,则Ep1与Ep2方向相反。( )
(2)同一物体的重力势能Ep1=2 J,Ep2=-3 J,则Ep1>Ep2。( )
(3)在同一高度的质量不同的两个物体,它们的重力势能一定不同。( )
(4)不同弹簧发生相同的形变量时弹性势能相同。( )
(5)同一弹簧发生不同的形变量时弹性势能不同。( )
提示:(1)× 重力势能是标量,没有方向。
(2)√ 重力势能为正值,表示物体处于参考平面的上方,
为负值表示物体处于参考平面的下方,而同一物体在越高的地方重力势能越大。
(3)× 若选定两物体所处的水平面为参考平面,则两物体的重力势能均为0。
(4)× (5)√ 弹性势能除与它的形变量有关外,还与它的劲度系数有关。
想一想
1.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。
2.如图所示,用一弹簧制作一弹射装置。要想把小球弹的越远,弹簧的形变量必须怎样?由此设想,对同一条弹簧而言,弹性势能与什么因素有关?
提示:弹簧形变量越大,小球弹得越远,说明弹性势能与弹簧形变量有关。
课堂任务 重力做的功
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:甲图中重物下落,重力做的功是多少?
提示:重力和位移方向一致,可以用W=Fl来计算功,可以得出W=mg(h1-h2)。
活动2:乙图中重物沿虚线直接由A到B和先经C再至B的过程重力做的功各是多少?
提示:根据功的计算式可以得出重物沿虚线直接由A到B重力做的功为W=mglcosθ,而lcosθ=h1-h2,故W=mg(h1-h2)。
与活动1一样,重物从A到C所做的功W=mg(h1-h2),而从C到B,重力不做功,所以整个过程的总功仍然是W=mg(h1-h2)。
活动3:丙图中物体沿曲线由A运动到B重力对物体做的功是多少?
提示:可以把丙图无限细分为若干个小斜面(乙图的情景),每个斜面的功加起来就是从A运动到B重力做的功。
W1=mgΔh1,W2=mgΔh2,……
W=W1+W2+W3+……
W=mg(Δh1+Δh2+Δh3+……),即:W=mg(h1-h2)。
活动4:讨论、交流、