8.2 重力势能 【帮课堂】2023-2024学年高一物理 同步学与练（ 人教版2019必修第二册）

8.2 重力势能 ( 学习目标 ) 课程标准 学习目标 理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。 1、通过不同路径重力做功的分析，归纳出重力做功与路径无关的特点。 2、理解重力势能的表达式。通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系。 3、知道重力势能的大小与参考平面的选取有关，即重力势能具有相对性，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关。 4、了解弹性势能的决定因素。 ( 0 2 预习导学 ) （1） 课前研读课本，梳理基础知识： 一、重力做功与重力势能的关系 1.重力做功的特点 (1)物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的 无关。 (2)重力做功不引起物体 的变化。 2.重力势能 (1)表达式：Ep＝mgh。 (2)重力势能的特点 重力势能是物体和 所共有的，重力势能的大小与参考平面的选取 ，但重力势能的变化与参考平面的选取 。　 3.重力做功与重力势能变化的关系 (1)定性关系：重力对物体做正功，重力势能就 ；重力对物体做负功，重力势能就 。 (2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的 量，即WG＝ ＝－ 。 二、弹力做功与弹性势能 (1)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系。 (2)对于弹性势能，一般物体的弹性形变量越大，弹性势能 。 （二）即时练习： 【小试牛刀1】（多选）如图所示是跳高运动员正在飞越横杆时的情景。对运动员从起跳到图示位置的过程，下列说法正确的是（　　） A．运动员的重心升高 B．运动员的重力势能增大 C．运动员所受重力做负功 D．运动员所受重力做正功 【小试牛刀2】2020年2月15日，世界田联·2020室内巡回赛展开英国格拉斯哥站的角逐，在男子撑杆跳高决赛中，瑞典20岁帅哥阿曼德-杜普兰蒂斯又一次刷新了世界纪录，跃过6.18米的横杆。假设如图所示为运动员成功刷新世界纪录的惊人一跳，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．加速助跑过程中，运动员的动能增加 B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加 C．越过横杆的过程中，运动员的重心在横杆上方 D．越过横杆后下落过程，运动员一定做自由落体运动 【小试牛刀3】每年春节前农村都有打年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。打年糕时，一人将“石杵”一起一落挥动，另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为20 kg，每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90 cm，则人挥动“石杵”1分钟做的功约为(　 ) A．60 J B．180 J C．3 600 J D．10 800 J ( 0 3 题型精讲 ) 【题型一】重力势能、弹性势能 【典型例题1】如图所示，是人们用打“夯”的方式把松散的地面夯实的情景。假设两人同时通过绳子对质量为m的重物各施加一个力，大小均为F，方向都与竖直方向成α，重物离开地面h后两人同时停止施力，最后重物下落把地面砸深x。重力加速度为g。求： (1)停止施力前重物上升过程中加速度大小a； (2)以地面为零势能面，重物具有重力势能的最大值Epm； (3)重物砸入地面过程中，对地面的平均冲击力大小。 【典型例题2】(多选)关于弹性势能，下列说法中正确的是(　　) A.任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能 B.任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变 C.物体只要发生形变，就一定具有弹性势能 D.弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关 【对点训练1】甲、乙两个可视为质点的物体的位置如图所示，甲在桌面上，乙在地面上，质量关系为m甲<m乙，若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为Ep1、Ep2，则（　　） A．Ep1>Ep2 B．Ep1<Ep2 C．Ep1=Ep2 D．无法判断 【对点训练2】如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的P点，另一端与质量为m的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。现用水平向左的外力把物块压至A点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过O点到达B点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．物块经过O点时所受合外力为零 B．物块经过O点时速度最大 C．物块在A、B点时，弹簧的弹性势能相等 D．物块从A到O速度先增加后减小，从O到B加速度一直增大 【题型二】重力做功 【典型例题3】如图所示，质量为m的小球A沿高度为h、倾角为θ的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下。下列说法正