勢能課件高一下學(xué)期物理粵教版

4.4勢能4.4勢能新粵教版（2019）高中物理必修第二冊

第四章

聳立在峭壁上的石頭落下時能在地面上砸出很深的坑,蓄能水電站水庫中的水從高處被釋放時能帶動發(fā)動機(jī)發(fā)電,緊繃的弓弦能夠把箭射出去,如上圖所示.在上述情境中,高處的石頭、水和發(fā)生彈性形變的弓弦都具有潛在的能量.那么,這種能量是什么?又具有什么特點(diǎn)?物體由于位于高處而具有的能量叫作重力勢能，用符號ＥＰ表示。重力勢能影響重力勢能的因素

將一個質(zhì)量為m、靜止的物塊，勻速舉高h(yuǎn)。試導(dǎo)出物塊此時重力勢能的表達(dá)式。分析：外力F對物體做多少功，就有多少能量轉(zhuǎn)化為該物體的重力勢能。mｈＦ【說明】

1.重力勢能的表達(dá)式：EP=mgh（重力勢能等于物體所受重力與所處高度的乘積）2.重力勢能是標(biāo)量，SI制中，

單位為：焦耳（J）3.重力勢能是狀態(tài)量。4.重力勢能具有相對性——參考平面（若無特別說明一般取地面為參考平面）

放在書柜中第二層的一本書選用不同的參考平面，它的重力勢能有什么不同？mgh-3mgh0重力勢能的相對性（1）選擇不同的參考平面，同一位置的物體重力勢能不相等（2）重力勢能有正、負(fù)正：說明物體在參考平面的上方負(fù)：說明物體在參考平面的下方（3）正、負(fù)表示重力勢能的數(shù)值。討論：-10J的重力勢能與5J的重力勢能大小關(guān)系？重力勢能的相對性如圖所示,一個質(zhì)量為m的小球,從同一高度h處分別沿豎直方向下落、沿斜面下滑、沿水平方向拋出,最后落到同一水平面上.小球沿上述三條不同路徑運(yùn)動，重力對小球所做的功相同嗎?重力做功與物體運(yùn)動的路徑有關(guān)嗎?重力做功的特點(diǎn)討論與交流θL

小球沿上述三條不同的路徑運(yùn)動,重力對小球所做的功WG均為mgh,與小球運(yùn)動的具體路徑無關(guān).WG=mgh

下面我們對此進(jìn)行理論分析這一過程中,重力所做的功一個質(zhì)量為m的物體,在重力的作用下,從高度為h1的位置A,沿任意路徑運(yùn)動到高度為h2的位置B.則重力所做的功重力做功只與運(yùn)動物體的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而與運(yùn)動物體所經(jīng)過的路徑無關(guān)

重力做功的特點(diǎn)Ah2Δhh1BWG=mgh1-mgh2WG=Ep1-Ep2

=-(Ep2-Ep1)

=-△Ep重力做功與重力勢能的關(guān)系求物體m從A落到B的過程中,重力做的功WG=-△EpABh1Δhh2WG=Ep1-Ep2

重力做功WG(正、負(fù)）重力勢能EP（增、減）重力做功和重力勢能變化的關(guān)系物體上升物體下降正負(fù)減少增加重力做的功等于重力勢能的減少物體克服重力做的功等于重力勢能的增加重力做正功時,重力勢能減少;重力做負(fù)功時,重力勢能增加例：

質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m．(g=10m/s2)參考平面小球在A點(diǎn)重力勢能小球在B點(diǎn)重力勢能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢能變化桌面地面6J10J-4J010J10J減少10J減少10J?選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同?對一個確定的過程，WG和△EP與參考面的選擇無關(guān)h1h2AB結(jié)論：△EP=EP2－EP1

=mgh2－mgh1=－（mgh１－mgh２）

=－WG重力做功與重力勢能變化的關(guān)系溫馨提示：重力勢能與參考面的選取有關(guān)，但重力勢能的變化與參考面的選取無關(guān)（Ep1為初位置重力勢能，Ep2為末位置重力勢能）彈性勢能

發(fā)生彈性形變的物體,如上緊的發(fā)條、扭絞的橡皮筋在恢復(fù)原狀過程中,能夠?qū)ν饨缱龉?因而它們具有能量,這種能量叫作彈性勢能.【討論與交流】影響彈性勢能的因素：彈性勢能(2)將同一個小球依次放在勁度系數(shù)不同的彈簧上,使不同的彈簧產(chǎn)生相同大小的形變,迅速放手,使小球反彈,比較小球所能到達(dá)的最大高度觀察與思考如圖4-4-6所示,取兩根勁度系數(shù)不同的彈簧和一個輕質(zhì)小球(1)分別用大小不同的力把小球壓在同根彈簧上,使同一根彈簧產(chǎn)生不同的形變,迅速放開手,使小球反彈,比較小球所能到達(dá)的最大高度從上述實驗中,可以得到什么實驗結(jié)論?①彈性勢能的大小與形變量有關(guān)②彈性勢能的大小與勁度系數(shù)有關(guān)（x越大，EP越大）（k越大，EP

越大）(1)彈力做功和彈性勢能有什么關(guān)系?(2)彈力是變力，如何計算彈力做功?x2x1彈性做功梯形面積表示彈力對物體做的功，則x2x1OxFkx1kx2W=(kx1+kx2)(x2-x1)2

是一個特殊的物理量具有彈性勢能的特征彈簧的勁度系數(shù)彈簧的伸長量或壓縮量彈簧的彈性勢能(1)一般規(guī)定彈簧在原長時，彈簧的彈性勢能為零(2)x為彈簧的伸長量或壓縮量(3)x,EP具有相對性彈簧的彈性勢能的表達(dá)式說明：

①彈力做正功，彈性勢能減?。?/p>

②彈力做負(fù)功，彈性勢能增大。彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：彈力做功等于彈性勢能的減少量.

△EP=EP2－EP1=－WF物體的重力勢能是由于物體受到地球重力的作用而產(chǎn)生的.因此,重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)重力勢能是由地球和地面上物體的相對位置決定的,彈性勢能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對位置決定的.因此,與相互作用物體的相對位置有關(guān)的能量叫作勢能彈性勢能也是發(fā)生彈性形變的物體與此時受彈力作用的物體組成的系統(tǒng)所共有的勢能是相互作用物體組成的系統(tǒng)所共有的重力勢能是地球與受重力作用的物體組成的系統(tǒng)所共有的.【拓展】關(guān)于勢能的共性：

1.勢能是由相互作用物體之間的作用力和相對位置決定的。

2.所有勢能都是相對的，應(yīng)特別注意零勢能點(diǎn)(面)的選取。

3.(~~~)勢能變化與(~~~)力做功的關(guān)系①(~~~)力做正功，(~~~)勢能減??；②(~~~)力做負(fù)功，(~~~)勢能增大。小結(jié)【注意】1.做功可以改變物體的能量，

功是能量改變的量度。2.各種能量之間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化。1.(雙選)下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是()A.重力勢能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨(dú)具有的B.重力勢能的大小是相對的C.重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功D.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零AB練習(xí)2.關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，下列說法不正確的是()A.重力對物體做正功，物體的重力勢能一定減少B.物體克服重力做功，物體的重力勢能一定增加C.地球上任一物體的重力勢能都是一個確定值D.重力做功的多少和重力勢能的變化都與參考平面的選取無關(guān)C3.一個100g的球從1.8m的高處落到一個水平板上又彈回到1.25m的高度，則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是(g=10m/s2)(

)A.重力做功為1.8JB.重力做了0.55J的負(fù)功C.球的重力勢能一定減少0.55JD.球的重力勢能一定增加1.25J

CWG=mgΔh=mg(h1-h2)=0.55J

4.沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端，下列說法正確的是(

)A．沿坡度小的斜面運(yùn)動時物體克服重力做功多B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面運(yùn)動時物體克服重力做功多C．沿坡度小，粗糙程度大的斜面運(yùn)