2024届高考物理一轮复习讲义：8.2重力势能和弹性势能

8.2重力势能和弹性势能 1.重力做功及重力势能 1.重力做功 表达式： ＝mgh＝mg(h1-h2)＝mgh1-mgh2． 特点：与路径无关，只与初末位置有关 正负：物体下降时做正功，上升时做负功 2,.重力势能 1.重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能量． 大小： 单位：焦(J) h是物体重心到参考平面的高度 特点：重力势能是一个相对量，是标量，其正负代表大小 在参考平面内的物体，： EP＝0； 在参考平面上方的物体：EP＞0； 在参考平面下方的物体：EP＜0． 2.重力势能的变化量 大小为： 重力势能变化量为绝对量，与参考面无关。 3.重力做功与重力势能变化量的关系 表达式： 重力做功的两种情况： 从上到下：WG>0 WG=mgh=- 重力做正功，动能增加，势能减少 从下到上：WG<0 WG=-mgh=- 重力做负功，动能减小，势能增加（克服G做功） 4.非质点类重力势能及变化量求解 求解某些实际物体的重力势能时，无法直接用EP=mgh求解。例如质量分布均匀的链条、液体类物体重力势能的求解，需要先利用分段法和等效法找出其质心，进而利用公式求解。 1. 链条类 1.对于竖直、水平、倾斜的呈直线状的链条 可以利用EP=mgh h：为重心到参考面的高度 2.对于折现状的链条 应当用分段法，使其分为多个直线状物体，再求各重力势能之和。 2.液体类 2.弹性势能 1.弹性势能 发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用，也具有的势能，叫做弹性势能。 1.弹性势能的大小 弹性势能的大小跟形变的大小有关，形变量越大，弹性势能越大 弹性势能的表达： Ep＝kx2（可以用平均力做功及图像法推导） (1)弹性势能的产生原因 (2)(弹簧)弹性势能的影响因素 2.弹性势能的特点 (1)弹力做功和重力做功一样，与路径无关，弹性势能的变化只与弹力做功有关. (2)一般地来说，弹簧为原长时弹性势能为零，所以弹簧伸长时和弹簧压缩时弹性势能都增加，且伸长量和压缩量相同时，弹性势能相同. 3.弹力做功与弹性势能变化的关系 弹力做正功时，弹性势能减少，弹力做负功时，弹性势能增加，并且弹力做多少功，弹性势能就变化多少. F-X图像的线下面积代表弹力做功。 4.弹簧落体小球模型分析 高中物理一轮复习 页 2 学科网（北京）股份有限公司 课后习题 题型一.重力势能及重力做功 经典例题 典例1 下列关于重力势能的说法正确的是（　　） A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 C．在地面上的物体具有的重力势能一定等于零 D．一个物体的重力势能从﹣5J变化到﹣3J，重力势能增加了 典例2 关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是（　　） A．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段重力做负功，重力势能减少 B．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段重力做正功，重力势能增加 C．做平抛运动的物体，重力势能在不断减少 D．只要物体的高度降低，其重力势能一定在增加 典例3 如图所示，质量为m的小球从A点下落到B点，下列说法中正确的是（　　） A．以桌面为零势能面小球在B点的重力势能为mgh2 B．以地面为零势能面小球在B点的重力势能为mgh2 C．小球从A点下落到B点重力势能增大mg（h1+h2） D．选取不同的零势能面小球从A点下落到B点重力势能的变化量相同 巩固提升 巩固1 质量为20 kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为5 m．这块铁板相对二楼地面的重力势能为________J，相对楼外地面的重力势能为________J；将铁板提高1 m，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了________J；若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了________J．(g取10N/kg) 巩固2 如图所示，质量为m的小球从高为处的斜面上的D点以速度v1沿DC滚下，经过水平面BC后再滚上另一斜面，当它到达h的A点时速度为v2，在这个过程中，重力做的功为（　　） A． B． C．﹣ D．﹣ 拓展拔高 江苏省沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓解电力紧张方面取得了良好的社会效益和经济效益．抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再