重力勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能

-.z.7.4重力勢(shì)能理上課日期：______________【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解重力勢(shì)能的概念，知道重力勢(shì)能的相對(duì)性、系統(tǒng)性2.深入理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系3.會(huì)用重力勢(shì)能的定義式計(jì)算物體具有的重力勢(shì)能，學(xué)習(xí)等效法計(jì)算重力勢(shì)能【重點(diǎn)】1.重力勢(shì)能的變化和重力勢(shì)能的關(guān)系2.等效法計(jì)算重力勢(shì)能【難點(diǎn)】等效法計(jì)算重力勢(shì)能【學(xué)法指導(dǎo)】對(duì)比重力做功與重力勢(shì)能的變化，利用"重力做功與過(guò)程無(wú)關(guān)，只由初末位置決定”認(rèn)識(shí)等效法求重力勢(shì)能的變化?！净仡櫯f知】1、重力做功：與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置．與物體的路徑．2、重力勢(shì)能：物體的重力勢(shì)能等于它所受的和所處的乘積．是標(biāo)量。3、重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系：重力做正功重力勢(shì)能；重力做負(fù)功重力勢(shì)能。4、重力勢(shì)能的相對(duì)性：重力勢(shì)能與的選取有關(guān)；但重力勢(shì)能的與參考平面的選取無(wú)關(guān)．五、重力勢(shì)能的系統(tǒng)性：重力勢(shì)能是物體和所共有的．【情境展現(xiàn)】312Ah情景1如圖所示，*物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h(yuǎn)的312Ah情景2物體1的重力勢(shì)能Ep1=3J，物體2的重力勢(shì)能Ep2=－3J，哪個(gè)物體的重力勢(shì)能大？如何理解"【學(xué)海深思】1.由情景1思考：三種情況下，物塊的重力勢(shì)能的變化相同嗎？如果以地面為重力勢(shì)能的零參考面，則可認(rèn)為物塊的重力勢(shì)能為零，你能分析一下物塊在三種情況下的能量轉(zhuǎn)化嗎？2.情景2中，你能通過(guò)重力做功來(lái)解釋你的判斷嗎？3.如圖5-21-1所示，一條鐵鏈長(zhǎng)為2m，質(zhì)量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開(kāi)地面的瞬間圖圖5-21-1【交流共享，合作探究】1.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服重力做功50J，則（）A.物體的重力勢(shì)能一定為50JB.物體的重力勢(shì)能一定增加50JC.物體的重力勢(shì)能一定減少50JD.物體的重力勢(shì)能可能不變2.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根長(zhǎng)3m的繩子系住一個(gè)重100N的物體，若以地面為參考平面，則物體的重力勢(shì)能有；若以井底面為參考平面，則物體的重力勢(shì)能是。2.在水平地面上平鋪著n塊相同的磚，每塊磚的質(zhì)量都為m，厚度為d。若將這n塊磚一塊一塊地疊放起來(lái)，至少需要做多少功？7.4重力勢(shì)能理科時(shí)間：45分鐘分值：100分一、選擇題（每小題5分，共60分）1.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力做功50J，則…( )A.重力勢(shì)能該變量為50J B.物體的重力勢(shì)能一定增加50JC.物體的重力勢(shì)能一定減小50J D.重力勢(shì)能改變量為-50J2.我國(guó)發(fā)射的"神舟”七號(hào)飛船在繞地球45圈后，于2008年9月28日勝利返航，在返回艙拖著降落傘下落過(guò)程中，其重力做功和重力勢(shì)能變化的情況為……………….()A．重力做正功，重力勢(shì)能減小B．重力做正功，重力勢(shì)能增加C．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能減小D．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加3.用起重機(jī)將質(zhì)量為m的物體勻速地吊起一段距離，則作用在物體上各力的做功情況應(yīng)該是下面的哪種說(shuō)法( )A.重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做功為零B.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功C.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做功為零D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功4.將同一物體分兩次舉高，每次舉高的高度相同，則…………（）A.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體重力勢(shì)能的增加量相同B.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體最后的重力勢(shì)能相等C.不同的參考平面，兩種情況中重力做功不等D.不同的參考平面，兩種情況中重力最后的重力勢(shì)能肯定不等5.質(zhì)量為0.1kg的小球從空中的A點(diǎn)自由下落，經(jīng)3s落地，若取原來(lái)A點(diǎn)所在的水平面為參考平面，則小球著地時(shí)的重力勢(shì)能為()A、0B、45JC、-45JD、-22.5J6．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為M的物體，放在水平地面上，物體上方安裝一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)、勁度系數(shù)為k的輕彈簧處于原長(zhǎng)，現(xiàn)用手拉著彈簧上端的P點(diǎn)緩慢向上移動(dòng)，直到物體離開(kāi)地面一段距離，在這一過(guò)程中，P點(diǎn)的位移(開(kāi)始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng))是H，則物體重力勢(shì)能的增加量為………………………….()A．MgHB．MgH＋eq\f(Mg2,k)C．MgH－eq\f(Mg2,k)D．MgH－eq\f(Mg,k)7.沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說(shuō)法中正確的是( )A.沿坡度小，長(zhǎng)度大的斜面上升克服重力做的功多B.沿長(zhǎng)度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少D.上述幾種情況重力做功同樣多8．如圖所示，質(zhì)量相等的兩滑塊分別沿高度相等而傾角不同的兩斜面AB和AC的最高點(diǎn)A由靜止開(kāi)始下滑，且兩斜面是光滑的，則……………()A、滑到底端時(shí)，兩滑塊的速度相同B、滑到底端時(shí)，兩滑塊所用時(shí)間相同C、滑到底端時(shí)，兩滑塊的重力勢(shì)能相同D、滑到底端時(shí)，重力做功的功率相同9.如圖所示，質(zhì)量為ｍ，邊長(zhǎng)為ａ的正方體，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，為使它沿水平面移動(dòng)距離ａ，現(xiàn)有兩種方法：將它翻倒或勻速向前平推，則()A、將它翻倒比平推前進(jìn)做功少B、將它翻倒比平推前進(jìn)做功多C、兩種情況下做功一樣多D、無(wú)法比較10.井深8m，井上支架高為2m，在支架上用一根3m長(zhǎng)的繩子系住一個(gè)重100N的物體，則物體的重力勢(shì)能是(以地面為參考平面)…………………( )A.100J B.700J C.－100J D.無(wú)法確定11.一根長(zhǎng)L＝2m，重力G＝200N的均勻木桿放在水平地面上，現(xiàn)將它的一端從地面抬高0.5m，另一端仍擱在地面上，則物體重力勢(shì)能的變化量為(g＝10m/s2)()A．400J B．200J C．100J D．50J12．以地面為參考平面，物體1的重力勢(shì)能3J，物體2的重力勢(shì)能3J，若以其它平面為參考平面1具有的重力勢(shì)能為Ep1，2具有的重力勢(shì)能為Ep2則…………（）A.Ep1=Ep2B.Ep1＞Ep2C.Ep1＜Ep2D.無(wú)法判斷二、填空題(每空5分，共20分)13.勁度系數(shù)為K1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量m1、m2的物體1、2連接，1在彈簧上端2在彈簧下端.勁度系數(shù)為K2的輕質(zhì)彈簧上端與物體2連接，下端壓在桌面上（不連接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)施力將物體1緩慢豎直上提，直到下面那個(gè)彈簧的下端剛脫離桌面。在此過(guò)程中，物體2的重力勢(shì)能增加了，物體1的重力勢(shì)能增加了。2-4-12-4-114.質(zhì)量為100g的球從1.8m的高處落到水平面上,又彈回到1.25m的高度.在整個(gè)過(guò)程中重力對(duì)物體做的功是球的重力勢(shì)能改變了.三、計(jì)算題(每小題10分，20分)15．如圖所示，杠中點(diǎn)有一轉(zhuǎn)軸O，兩端分別固定質(zhì)量為2m和m的小球a和b，當(dāng)桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢(shì)能如何變化，變化了多少？16.如圖所示，長(zhǎng)度為l、質(zhì)量為m的均勻的繩，一段置于水平的光滑桌面上，另一段a垂于桌面下，當(dāng)繩下滑全部離開(kāi)桌面時(shí)，桌面的高度大于繩的長(zhǎng)度，求重力所做的功？（重力加速度為g）2-4-62-4-6四、附加題1.重為100N長(zhǎng)1米的不均勻鐵棒平放在水平面上，*人將它一端緩慢豎起，需做功55J，將它另一端豎起，需做功（）A．45JB．55JC．60JD．65J2.一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處?kù)o止下落,碰撞地面后彈起,每次彈起的高度比下落高度低1m,求:小球從下落到停在地面的過(guò)程中重力一共做了多少功"(g=9.8m/s2)7.5探究彈性勢(shì)能表達(dá)式上課日期：___________________【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解彈性勢(shì)能的概念及意義，學(xué)習(xí)計(jì)算變力做功的思想方法。2.掌握彈性勢(shì)能公式的探究過(guò)程和所用方法。3.學(xué)會(huì)彈力做功的計(jì)算方法及彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系．【重點(diǎn)】1.彈力做功和彈性勢(shì)能變化的關(guān)系。2.探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的設(shè)計(jì)思路【難點(diǎn)】根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)重力勢(shì)能的表達(dá)式?！緦W(xué)法指導(dǎo)】類比法是本節(jié)課的一個(gè)重要學(xué)習(xí)方法，對(duì)照重力勢(shì)能變化和重力做功的關(guān)系來(lái)學(xué)習(xí)彈力做功和彈性勢(shì)能的關(guān)系，其實(shí)還是對(duì)功能關(guān)系的理解。認(rèn)真閱讀教材67-69頁(yè)，完成下列任務(wù)【問(wèn)題提出】通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道力對(duì)物體做功，物體就會(huì)有相應(yīng)的能量發(fā)生變化，功是的量度。物體重力做功對(duì)應(yīng)著的變化，則彈簧彈力做功也應(yīng)該對(duì)應(yīng)著一種能量的變化，我們把這種能量叫做。這是發(fā)生彈性形變的物體各部分之間，由于力的相互作用所具有的能量。問(wèn)題1：彈簧的彈性勢(shì)能與什么因素有關(guān)？猜想1：彈簧的彈性勢(shì)能可能與有關(guān)，越大，彈簧的彈性勢(shì)能就越大。方案1：完全相同的甲、乙兩個(gè)小車在光滑的水平面上分別壓縮勁度系數(shù)不同的兩根彈簧，甲壓縮勁度系數(shù)大的彈簧，乙壓縮勁度系數(shù)小的彈簧，使兩彈簧的形變量相同，松開(kāi)手以后，哪一個(gè)小車的速度會(huì)大一些？

說(shuō)明了什么問(wèn)題？

猜想2：彈簧的彈性勢(shì)能可能與有關(guān)，越大，彈簧的彈性勢(shì)能越大。方案2：讓同一根彈簧在壓縮量不同的情況下把質(zhì)量相同的靜止的小車甲、乙分別推出，小車運(yùn)動(dòng)的距離越大說(shuō)明彈簧對(duì)它做的功，彈簧原來(lái)具有的彈性勢(shì)能就。問(wèn)題2：彈力做功跟彈性勢(shì)能變化的關(guān)系.如圖所示，O為彈簧的原長(zhǎng)處．1.物體由O向A運(yùn)動(dòng)(壓縮)或由O向A′運(yùn)動(dòng)(伸長(zhǎng))時(shí)，彈力對(duì)物體做________功，彈性勢(shì)能______．2．物體由A向O運(yùn)動(dòng)，或者由A′向O運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力對(duì)物體做_______功，彈性勢(shì)能_______．3．類比重力做功與重力勢(shì)能關(guān)系，重力做正功，重力勢(shì)能；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能。重力做了多少功，重力勢(shì)能就減少多少。彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系可表示為_(kāi)___________.彈力做的功等于彈性勢(shì)能的______________。重力勢(shì)能具有相對(duì)性，一般選地面為重力勢(shì)能為零的位置。彈性勢(shì)能一般選取為零勢(shì)點(diǎn)。問(wèn)題3如何表示出彈簧的彈性勢(shì)能大?。孔兞ψ龉Φ慕鉀Q思路：1.圖像法V-t圖像(作圖)F-l圖像（作圖）位移求解方法：利用圖象與t軸所圍成的圖形的面積來(lái)代表位移的大小。力做功的求解方法：初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度圖像從原長(zhǎng)開(kāi)始變化的彈簧彈力的圖像計(jì)算勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)，用速度和時(shí)間的乘積得到位移，但速度是不斷變化的，采用的方法是：微分法。當(dāng)各個(gè)小段分得非常小的時(shí)候，得到的就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移表達(dá)式。位移：*=變力做功的解決辦法：彈簧彈力做功：WF=*=2.平均作用力*=由勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式可猜想彈力做功的公式是怎樣的？【合作探究】1、如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中()A．重力做正功，彈簧彈力不做功B．重力做正功，彈簧彈力做正功C．重力不做功，彈簧彈力不做功，彈性勢(shì)能不變D．重力做正功，彈簧彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加2.如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在地面上，物體上面連著一個(gè)輕彈簧，用手拉住彈簧上端上移H，將物體緩緩提高h(yuǎn)，拉力F做功WF，不計(jì)彈簧的質(zhì)量，則下列說(shuō)法正確的是()A．重力做功－mgh，重力勢(shì)能減少mghB．彈力做功－WF，彈性勢(shì)能增加WFC．重力勢(shì)能增加mgh，彈性勢(shì)能增加FHD．重力勢(shì)能增加mgh，彈性勢(shì)能增加WF－mgh3．如圖所示，勁度系數(shù)為K1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量m1、m2的物體1、2連接，勁度系數(shù)為K2的輕質(zhì)彈簧上端與物體2連接，下端壓在桌面上（不連接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)施力F將物體1緩慢豎直上提，直到下面那個(gè)彈簧的下端剛脫離桌面。在此過(guò)程中，F(xiàn)做功為W，則整個(gè)系統(tǒng)增加的重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能分別為多少？7.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式理科時(shí)間：45分鐘滿分：100分選擇題（每小題5分，共60分）1.彈簧的彈性勢(shì)能與下列哪些因素有關(guān)()A．彈簧的長(zhǎng)度 B．彈簧的勁度系數(shù)C．彈簧的形變量 D．彈簧的原長(zhǎng)2.下列說(shuō)法正確的是()A．任何有彈性勢(shì)能的物體，一定發(fā)生了彈性形變B．物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢(shì)能C．彈簧彈力做正功時(shí)，彈性勢(shì)能增加D．彈簧彈力做正功時(shí)，彈性勢(shì)能減少3.如圖所示，輕彈簧下端系一重物，O點(diǎn)為其平衡位置（即重力和彈簧彈力大小相等的位置），今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A點(diǎn)，彈力做功W1，第二次把它拉到B點(diǎn)后再讓其回到A點(diǎn)，彈力做功W2，則這兩次彈力做功的關(guān)系為()A．W1<W2B．W1＝2W2C．W2＝2W1D．W1＝W24.如圖所示，水平地面上固定一豎直輕彈簧，有一物體由彈簧正上方*位置豎直下落，從與彈簧接觸后物體繼續(xù)下落到速度變?yōu)榱愕倪^(guò)程中()A．物體的速度逐漸減小B．物體的重力勢(shì)能逐漸減小C．彈簧的彈力對(duì)物體做正功D．彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小5.關(guān)于彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是()A．重力勢(shì)能屬于物體和地球這個(gè)系統(tǒng)，彈性勢(shì)能屬于發(fā)生彈性形變的物體B．重力勢(shì)能是相對(duì)的，彈性勢(shì)能是絕對(duì)的C．重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是相對(duì)的D．重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是狀態(tài)量6.如圖所示，輕彈簧拴著小球放在光滑水平面上，O為彈簧的原長(zhǎng)．現(xiàn)將小球拉至A處后釋放，則小球在A、B間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．從B→O，速度不斷減小B．在O處彈性勢(shì)能最小C．從B→O，速度不斷增大D．在B處彈性勢(shì)能最小7.關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定增大B．當(dāng)彈簧變短時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定變小C．在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí)，k越大的彈簧，它的彈性勢(shì)能越大D．彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能8.如圖所示，一個(gè)物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮，在此過(guò)程中以下說(shuō)法正確的是()A．物體對(duì)彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B．物體向墻壁運(yùn)動(dòng)相同的位移，彈力做的功不相等C．彈力做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小D．彈簧的彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加9.如圖所示，彈簧的一端固定在墻上，另一端在水平力F作用下緩慢拉伸了*.關(guān)于拉力F、彈性勢(shì)能Ep隨伸長(zhǎng)量*的變化圖線，圖中正確的是()10.質(zhì)量為0.1kg的小球從空中的A點(diǎn)自由下落，經(jīng)3s落地，若取原來(lái)A點(diǎn)所在的水平面為參考平面，則小球從自由下落至著地過(guò)程，重力勢(shì)能的變化量為()A、0B、45JC、-45J