4.4 势能 课件-2025-2026学年高一下学期物理教科版必修第二册

该高中物理课件围绕重力势能和弹性势能展开，以“很轻柔的雪为何会具有如此大的破坏力？”导入，通过分析竖直下落、斜面、阶梯三种路径的重力做功，得出重力做功与路径无关的结论，进而推导重力势能公式，强调参考面选取，构建从功到能的知识支架。 其亮点在于以问题驱动和多路径分析培养科学探究与科学思维，结合足球运动、蹦床运动员等实例帮助学生建立能量观念，突出势能的相对性和系统性。学生能提升解决实际问题的能力，教师可借助清晰结构和习题提高教学效率。

第三节 势能 教育科学出版社必修二第四章 很轻柔的雪为何会具有如此大的破坏力？ 1.定义：受重力作用的物体由于被举高而具有的能量. 重力势能的概念 重力势能 与哪些因素有关? 一、重力做功的特点 沿不同路径下落，重力做功是否相同？ 路径一：竖直下落 路径二：沿斜面直线运动到地面 路径三：沿阶梯运动 θ H h L 路径一竖直下落: 路径二沿斜面直线运动: 路径三沿斜面直线运动 θ 【结论】　　 重力所做的功只跟初、末位置的高度差有关，跟物体运动的路径无关. 　　 重力做功选择同一个参考平面后如何计算呢？ 注：高度和参考平面的选取有关 h1 h2 问题，地面的为高度为h1的物体经过一段时间下落到离地面高度为h2，求重力做功。 1.公式：Ep=mgh 2.单位：焦耳（J） 重力势能与物体自身质量和所处的高度有关。 1J=1kg·m2/s2 （h为物体重心到参考面的高度） 3.特点： 标量； 但有正负（表大小） 相对量（大小取决于参考面——零势能面Ep0=0） 【区别】与功的不同 　物体位于参考平面上方,重力势能为正. Ep＞0 物体位于参考平面下方,重力势能为负. Ep＜0 　 状态量； 【注意】 确定某点的Ep，要先确定零势能面。（一般选地面） 重力势能的变化是绝对的，只取决于两点间的高度差，与零势能面的选取无关。 重力势能的大小是相对的，所选的零势能面不同，重力势能的值是不同的。 严格说来，重力势能是地球和物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。其大小由地球和地面上物体的相对位置决定（位能）。 平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。 重力势能是地球和物体组成的系统共有的。 三、重力做功与重力势能的变化关系 1.重力做正功，重力势能减少; 重力做负功，重力势能增加. 　2.重力做了多少正功，重力势能减少多少； 重力做了多少负功，重力势能增加多少. 重力对物体做的功等于物体重力势能增量的相反数。 例1．如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g. 下列说法正确的是（    ） A．足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mgh B．足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mgh C．足球由1运动到2的过程中，重力势能的改变量为mgh D．足球由2运动到3的过程中，重力势能的改变量为mgh C 四、弹性势能                     1、定义：物体因发生弹性形变而具有的势能。用Ep表示。                     弹簧的弹性势能的影响因素： 弹簧被压缩或拉伸的形变越大，其弹性势能越大。 不同弹簧的劲度系数不同，相同形变的弹性势能也不同。 弹性势能也是物体与弹簧所组成的系统所共有的 五、弹簧弹力做功与弹性势能的变化关系(同“重力做功与重力势能变化的关系” ） 1.弹力做正功，弹性势能减少; 弹力做负功，弹性势能增加. 　2.弹力做了多少正功，弹性势能减少多少； 弹力做了多少负功，弹性势能增加多少. 弹力做的功等于弹性势能增量的相反数。 例2．蹦床运动员触簧下陷过程中重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况分别是（     ） A．重力势能减小，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减小 C．重力势能减小，弹性势能减小 D．重力势能增大，弹性势能增大 A 例3．如图所示，一质量m=2kg的塑料球从离地面高H=5m处由静止开始下落、陷入沙坑中2cm深处，下落过程中不计空气阻力，g=10m/s2。求： （1）塑料球从开始下落至地面过程中，重力势能的减少量ΔEp； （2）塑料球落至地面时重力的瞬时功率； （3）沙子对铅球的平均阻力大小。 解析（1）塑料球从开始下落至地面过程中，重力势能的减少量为 ΔEp=mgH=2×10×5J=100J （2）根据动能定理可得 mgH=mv2 解得塑料球落至地面时的速度大小为 ν=10m/s 则塑料球落至地面时重力的瞬时功率为 P=mgv=2×10×10W=200W （3）设沙子对铅球的平均阻力大小为f，全过程根据动能定理 可得 mg(H+h)−fh=0 解得 f=5020N 谢谢观看 课后作业 ： 教材上的自我评价和练习册4.4势能 $