8.2重力势能 学案 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

8.2重力势能学案 【学习目标】 1.知道重力做功与路径无关． 2.理解重力势能的概念，知道重力势能具有相对性、系统性，会用重力势能的计算公式进行相关计算． 3.理解重力做功与重力势能变化的关系． 4.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. 【重点难点】 重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。 难点：重力做功与路径无关，重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系。 【自主学习】 1.物体运动时，重力对它做的功只跟它的_______和________的位置有关，而跟物体运动的 _______无关，重力功的公式为WG=_______________。 2.物体由于被举高而具有的___________叫做物体的重力势能，常用Ep表示，表达式Ep=__________，是___________量。 3.重力势能具有相对性，选择不同___________，物体的重力势能的数值是不同的，但重力势能的差值是___________。 4.重力做正功时，重力势能_____________，克服重力做功时，重力势能重力做功与重力势能变化的关系是__________________。 5.弹性势能的大小与________和________有关。 6.弹力做功与弹性势能变化的关系是______________。 【重难详解】 一、重力势能的理解 1、重力势能的正负：重力势能是标量，正、负表示在零势能面上方还是下方。 2、重力势能的性质： （1）相对性：，h是相对于零势能面的高度。 （2）变化的绝对性：，由于初、末位置高度差与零势能面选取无关，因此重力势能的变化与零势能面的选取无关。 二、重力做功与重力势能变化的关系 1、重力做功：，特点是重力做功与路径无关。 2、重力对物体所做的功，等于物体重力势能变化量的负值，即。 （1）重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少。 （2）物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少。 3、重力势能的变化只取决于物体的重力所做功的情况。重力所做的功等于重力势能的减少量，物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。重力势能的变化与其他因素均无关。 三、弹性势能的理解 1、弹性势能的性质 （1）系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因而弹性势能是整个系统所具有的。 （2）相对性：弹性势能的大小与选定的参考平面位置有关。对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的势能为零。 （3）对于同一弹簧，从自然长度伸长和压缩相同的长度时弹性势能相同。 2、弹力做功跟弹性势能变化的关系 弹性势能变化只与弹力做功有关 （1）当弹簧的弹力做正功时，弹簧的弹性势能减少，弹性势能转化为其他形式的能。 （2）当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增加，其他形式的能转化为弹簧的弹性势能。 （3）表达式： 【巩固练习】 1.如图所示，一小球自A点由静止自由下落，到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短。若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由的过程中( ) A.小球从的过程中机械能守恒：小球从的过程中只有重力和弹力对它做功，所以机械能也守恒 B.小球在B点时动能最大 C.小球减少的机械能等于弹簧弹性势能的增量 D.小球到达C点时动能为零，重力势能为零，弹簧的弹性势能最大 2.从地面竖直上抛两个质量不同的小球，设它们的初动能相同，当上升到同一高度时（不计空气阻力，选地面为参考面）( ) A.所具有的重力势能相等 B.所具有的动能相等 C.所具有的机械能不相等 D.所具有的机械能相等 3.如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中( ) A.重力做正功，弹力不做功 B.重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加 C.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧，重力做正功，弹力不做功 D.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧，重力做功不变，弹力不做功 4.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大 B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C.长度相同的弹簧具有相同的弹性势能 D.在被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，弹性势能越大 5.如图所示，一质量为m、边长为a的正方体置于水平地面上，其与水平地面之间的动摩擦因数，为使它水平移动距离a，可采用将它翻倒或向前匀速平推两种方法，则( ) A.将它翻倒比平推前进做的功少 B.将它翻倒比平推前进做的功多 C.两种情况做的功一样多 D.两种情况做功的多少无法比较 6.如图所示，某小球以速度v向放置于光滑水平面的轻质弹簧运动，从小球接触弹簧到将弹簧压