4.4 势能 导学案-2022-2023学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

高一物理必修二学练案 编号：4-4-1 主编： 审核：高一物理备课组 学生信息：班级： 学习小组： 姓名： 必修 第二册 第四章 第四节　势能 学习目标：1.[物理观念]知道重力势能和弹性势能。　2.[科学思维]理解重力做功与路径无关的特点，理解重力做功与重力势能变化的关系。　3.[科学思维]理解弹力做功与弹性势能变化的关系。 探究一：重力做功 【讨论与交流】如图所示，一个质量为的小球，从同一高度处分别沿竖直方向下落、沿斜面下滑、沿水平方向抛出，最后落到同一水平面上。小球沿上述三条不同的路径运动，重力对小球所做的功相同吗？重力做功与物体运动的路径有关吗？ 【思考】一个质量为的物体，在重力作用下，从高度为的位置A，沿任意路径运动到高度为的位置B，这一过程中，重力所做的功为多少？ 探究二：重力势能 思考：1、重力势能的大小及单位是什么？ 2.重力做功与重力势能的关系？ 3. 重力势能的相对性怎么理解？重力势能的四性是什么？ 【讨论与交流】相对不同的参考平面，书柜第二层中的某一本书的重力势能有什么不同？假设书的质量为，书的厚度忽略不计，每层高度为，重力加速度为。 （1） 选第五层的底面为参考平面，这本书的重力势能为 （2） 选第二层的底面为参考平面，这本书的重力势能为 （3） 选第一层的底面为参考平面，这本书的重力势能为 （4） 选第一层的底面为参考平面，将这本书从第二层移动第五层，重力对这本书做了多少功，这本书的重力势能变化了多少？如果选第四层的底面为参考平面，结果又是怎样的？ 例1：　如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一光滑钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD＝l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力做功为多少？重力势能减少了多少？ 练习1：质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，如图所示。下面关于小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是（ ） A．若以地面为参考平面，分别为：mgh，增加mg(H－h) B．若以桌面为参考平面，分别为：mgh，增加mg(H＋h) C．若以地面为参考平面，分别为：0，减少mg(H－h) D．若以桌面为参考平面，分别为：—mgh，减少mg(H＋h) 探究三：弹性势能 情景引入：撑竿跳高运动员可以借助手中的弯曲的竿跳得很高，拉开的弓可以把箭射出，压缩的弹簧可以把小球弹出去……弯曲的竿、拉开的弓、压缩的弹簧有什么共同特征？ 练习2（单选）：如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F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．弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能逐渐减小 B．弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能逐渐增加 C．弹簧先对物体做正功，后对物体做负功，弹簧的弹性势能先减少再增加 D．弹簧先对物体做负功，后对物体做正功，弹簧的弹性势能先增加再减少 【课堂达标】 1．关于弹簧的弹性势能，下列说法不正确的是(　　) A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关 B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关 C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大 D．弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关 2.如图，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h.若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是(　　) A．mgh，减少mg(H－h) B．mgh，增加mg(H＋h) C．－mgh，增加mg(H－h) D．－mgh，减少mg(H＋h) 3、如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(　　) A．　　　　 B． C．mgh D．0 4.在离地面80m处无初速度地释放一小球，小球质量m=200g，开始释放时开始计时，不计空气阻力，g取10m/s2，求： （1） 在前2s内小球的重力势能是增加还是减少，增加或减少了多少？ （2） 在第3s内重力所做的功和小球重力势能的变化量的大小。 5.质量为m的均匀链条长为L，开始放在光滑的水平桌面上时，有1/4的长度悬在桌边缘，如图所示，松手后，链条滑离桌面，问从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化了多少