1.4 势能及其改变 课件 -2023-2024学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

第一章 功和机械能 1.4 势能及其改变 重力势能 1 重力势能 高处的物体能对外做功 具有能量 重力势能 定义：物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能。 表达式： 物体重心到参考平面的高度 重力势能是标量，只有大小，没有方向，但有正负 单位：焦耳（J） 正、负值分别表示物体处于参考平面上方和下方 -h h 参考平面 （零势能面） 位于参考平面上的物体重力势能为零 下列关于重力势能的说法中正确的是(　　) A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的 B．重力势能的大小与零势能面的选择无关 C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D．在地面上方的物体，它的重力势能不可能小于零 A 课堂练习 重力势能的大小 2 重力势能的大小与那些因素有关？ 物体相对地面的高度越高 重力势能越大 物体对外做功越多 -h h 零势能参考平面 重力势能的大小与那些因素有关？ 物体质量越大 重力势能越大 物体对外做功越多 -h h 零势能参考平面 重力势能的大小与那些因素有关？ 物体重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关。物体的质量m越大，所处的高度h越高，其重力势能就越大。 重力势能 如图所示,在离地面高为H处,将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛,取抛出位置所在水平面为参考平面,则小球在最高点和落地处重力势能分别为(　　) B 课堂练习 重力做功与势能改变的关系 3 G 重力做功的特点 G h1 h2 重力做功 △h 重力做功与始末位置的高度差有关，与路径无关。 以地面为零势能参考平面 G G s1 s2 s3 因为 所以 三种情况重力做功相同吗？ 1.将一个物体由A移至B,重力做功(　　) A.与运动过程中是否存在阻力有关 B.与物体沿直线或曲线运动有关 C.与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D.与物体初、末位置高度差有关 D 课堂练习 2．如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为H，物体质量为m，则以下说法正确的是(　　) A．小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少 B．小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多 C．以桌面为参考面，小球的重力势能的减少量为mgh D．以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为mg(H＋h) C 重力势能的改变量与零势能参考平面的选取无关 课堂练习 G 重力做功与势能改变的关系 G h1 h2 重力做功 △h 以地面为零势能参考平面 G G s1 s2 s3 重力对物体做正功， 重力对物体做负功， G G G 重力势能减小 重力势能增加 物体克服重力做功 1．(多选) 关于重力势能，下列说法中正确的是(　　) A．重力势能的大小与所选的参考平面有关 B．在同一个参考平面，重力势能－5 J小于－10 J C．重力做正功，重力势能增加 D．物体的重力势能是物体和地球所共有的 AD 课堂练习 2. 在离地面80 m处无初速度释放一小球,小球质量为m=200 g(不计空气阻力,g取10 m/s2),取最高点所在水平面为参考平面,求: (1)在第2 s末小球的重力势能。 (2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化量。 课堂练习 弹性势能 4 弹性势能 定义：物体因为发生弹性形变而具有的能量。 弹性势能是标量，且只有正值 单位：焦耳（J） 下列物体中，具有弹性势能的是(　　) A．被举高的重物　　　　 B．弯曲的撑竿 C．飞行的子弹 D．滚动的足球 B 课堂练习 弹性势能的大小 5 弹簧的弹性势能大小 k1 k2 k1 k1 弹性形变越大， 弹性势能越大。 劲度系数越大， 弹性势能越大。 弹力对物体做正功，弹性势能减小;弹力对物体做负功，弹性势能增加 物体克服弹力做功 1. 早期的弹弓，一般用“Y”形的树枝制作，如图所示．在树枝的两头分别系上两根相同的皮筋，两皮筋之间用一包裹弹丸的皮块连接．将弹丸包裹在皮块间，水平向后拉动皮块到某一位置后释放，弹丸被水平射出．下列说法正确的是(　　) A．橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做负功 B．橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做正功 C．弹丸被射出的过程中，橡皮筋的弹性势能不变 D．弹丸被射出的过程中，皮块对弹丸做负功 A 课堂练习 2. 蹦极是一种比较流行的极限运动,弹性绳一端固定在高空跳台,另一端系住运动员,运动员从高空自由下落,则自开始下落至最低点的过程中(　　) A.运动员的速度先增大再减小 B.运动员的加速度先增大再减小 C.弹性绳的弹性势能先增大再减小 D.运动员的重力势能先增大再减小 A 课堂练习 知识扩展：变力做功 6 变力做功 微元法 把物体运动过程无限分割，将每一小段所受的力看成是恒力， 求每小段恒力做功的代数和，即为