第6章 第3节 重力势能、弹性势能-【高考零起点】2026年新高考物理总复习学用Word（艺考）

该高中物理学案系统梳理重力势能、弹性势能核心考点，以定义、公式、参考平面及做功与势能变化关系为主线构建知识网络，通过典例精析（如不同参考平面势能计算）和问题链设计，引导学生自主推导规律，形成能量观念的整体认知。 亮点在于诊断性练习与科学思维培养，设置8道分层练习题（含单选、多选及高考真题），学生可通过错题分析自主诊断薄弱点，结合解析深化科学推理与模型建构能力。教师可依据学情精准指导，助力学生个性化提升，培养自主复习能力。

第三节　重力势能、弹性势能 1.物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，单位是焦耳(J)。 2.要确定重力势能的大小，首先必须确定一个参考平面(高度为零，重力势能为零的一个水平面，通常选地面)。参考平面不同，重力势能的值不同。 3.如果物体的质量为m，重力加速度为g，物体离参考平面的高度为h，则物体的重力势能Ep=mgh，重力势能是标量，为正，表示物体在参考面的上方；为负，表示物体在参考面的下方。 4.重力做正功时，物体重力势能减少；重力做负功时，物体重力势能增加。 5.由于弹力的相互作用而具有的势能，叫做弹性势能。 6.弹力做正功时，物体弹性势能减少；弹力做负功时，物体弹性势能增加。 　　　　　　　　　　 例　质量为m的小物体(可看作质点)静止放在高为L的木箱上，在其旁边有一高为H(H＞L)的水平桌面，如图所示。 (1)若选地面为零势能点，小物体的重力势能为多少？ (2)若选桌面为零势能点，小物体的重力势能为多少？ 1.质量为0.5 kg的小球，从桌面以上h1=0.4 m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8 m。以桌面为参考平面，g取10 m/s2，下列说法正确的是 (　　) A.小球在A点的重力势能为6 J B.小球在B点的重力势能为4 J C.小球从A点下落到B点的过程中重力势能减少了6 J D.小球从A点下落到B点的过程中重力做的功为－6 J 2.质量为m的物体，沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑，当下滑时间t时重力势能减少量为 (　　) A.mg2t2sin α B.mg2t2 C.mg2t2 D.mg2t2sin2 α 3.如图所示，“蹦蹦跳”杆中的弹簧向上弹起，从图中1到2弹簧恢复原长的过程中，关于小孩的重力势能和弹簧的弹性势能的变化，下列说法正确的是 (　　) 第3题图 A.重力势能减小，弹性势能增加 B.重力势能减小，弹性势能减小 C.重力势能增加，弹性势能减小 D.重力势能增加，弹性势能增加 4.(多选)如图，质量为20 kg的小孩沿高5 m滑梯由静止滑下，g取10 m/s2，在此过程中 (　　) 第4题图 A.重力势能减小了1 000 J B.重力势能增加了1 000 J C.重力做功为1 000 J D.重力做功为－1 000 J 5.如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能为(　　) A.mgh B.mgH C.mg(H＋h) D.mg(H－h) 6.从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g=10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率及重力势能的变化量分别为 (　　) A.300 W　450 J　 B.400 W　150 J C.500 W　300 J　 D.700 W　0 7.如图所示，轻质弹簧下悬挂一个小球，手掌托小球使之缓慢上移，弹簧恢复原长时迅速撤去手掌使小球开始下落。不计空气阻力，取弹簧处于原长时的弹性势能为零。撤去手掌后，下列说法正确的是 (　　) A.刚撤去手掌瞬间，弹簧弹力等于小球重力 B.小球速度最大时，弹簧的弹性势能为零 C.弹簧的弹性势能最大时，小球速度为零 D.小球运动到最高点时，弹簧的弹性势能最大 8.(2021广东卷)(多选)长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的有 (　　) A.甲在空中的运动时间比乙的长 B.两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等 C.从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少mgh D.从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为mgh 第三节　重力势能、弹性势能 典例精析 例　(1)mgL　(2)mg(L－H) 【解析】 (1)若选地面为零势能点,小物体的重力势能 Ep=mgL (2)若选桌面为零势能点,小物体重力势能Ep'=0－mg(H－L)=mg(L－H) 巩固练习 1.C　【解析】小球在A点时的重力势能EpA=mghA=0.5×10×0.4 J=2 J,小球在B点时的重力势能EpB=mghB=0.5×10×(－0.8)J=－4 J,选项A、B错误;小球从A点下落到B点的过程中减少的重力势能等于这一过程重力做的功,即ΔEp=－WG=－mghAB=－0.5×10×1.2 J=－6 J,选项C正确,D错误。故选C。 2.D　【解析】物体沿光滑斜面下滑时,加速度a=gsin α,下滑时间t,沿斜面位移为x=at2=gt2sin α,下降高度h=xsin α,重力做功W=mgh=mg2t2sin 2 α,选D。 3.C　【解析】弹簧恢复原长过程中,小孩被向上弹起,重心上升,重力势能增加,弹簧形变量减小,弹性势能减小,选C。 4.AC　【解析】质量为20 kg小孩沿高5 m滑梯由静止滑下,重力做功WG=mgh=20×10×5 J=1 000 J,D错误,C正确;根据功能关系,重力做正功,重力势能减小,重力做了1 000 J的正功,则重力势能减小了1 000 J,B错误,A正确。故选A、C。 5.B　【解析】以桌面为参考平面,小球离桌面高为H,所以小球的重力势能Ep=mgH,选B。 6.A　【解析】物体竖直方向做自由落体,3 s落地,下落高度h=gt2=45 m,落地时的速度vy=gt=30 m/s,所以落地时重力的瞬时功率P=mgvy=300 W,重力做功W=mgh=450 J,选A。 7.C　【解析】撤去手掌的瞬间弹簧处于原长,弹力为0,A错;弹簧开始向下运动时,弹力F＜mg,合力向下,小球向下加速,mg－F=ma,F增大,a减小,小球做加速度减小的加速运动,当F=mg时,小球速度最大,弹性势能不为0,B错;继续向下运动,F＞mg,合力向上,小球开始减速,F－mg=ma,F增大,a增大,小球做加速度增大的减速运动,当速度减为0时,弹簧伸长量最大,弹性势能最大,C正确;之后小球向上运动,忽略空气阻力,小球恰能回到释放时的高度,即弹簧处于原长,弹性势能为0,D错,选C。 8.BC　【解析】由平抛运动规律可知,做平抛运动的时间t=,因为两手榴弹运动的高度差相同,所以在空中运动时间相等,故A错误;做平抛运动的物体落地前瞬间重力的功率P=mgvcos θ=mgvy=mg,因为两手榴弹运动的高度差相同,质量相同,所以落地前瞬间,两手榴弹重力功率相同,故B正确;从投出到落地,手榴弹下降的高度为h,所以手榴弹重力势能减小量ΔEp=mgh,故C正确;从投出到落地,手榴弹做平抛运动,只有重力做功,机械能守恒,故D错误。故选B、C。 学科网（北京）股份有限公司 $