重力勢(shì)能高一下物理人教版（2019）必修第二冊(cè)+VIP

第八章機(jī)械能守恒定律2重力勢(shì)能教學(xué)目標(biāo)：1、知道重力做功的特點(diǎn).2、理解重力勢(shì)能及重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系.3、知道重力勢(shì)能具有相對(duì)性，知道重力勢(shì)能是物體和地球組成的“系統(tǒng)”所共有的.4、理解彈性勢(shì)能，知道影響彈性勢(shì)能大小的相關(guān)因素.一、重力勢(shì)能：物體的重力勢(shì)能等于它所受的重力和所處高度的乘積．二、重力勢(shì)能的相對(duì)性重力勢(shì)能與參考平面的選取有關(guān)．但重力勢(shì)能的變化量與參考平面的選取無(wú)關(guān)．三、重力勢(shì)能的系統(tǒng)性勢(shì)能是物體和地球所共有的．四、重力做功：與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),與物體的路徑無(wú)關(guān)．五、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：絕對(duì)值相等小結(jié)ABh1h2hθLmACh1h2hh1h2Δh1Δh2Δh3ACh1.物體豎直下落2.物體沿斜線運(yùn)動(dòng)3.物體沿曲線運(yùn)動(dòng)重力做功的特點(diǎn)1.當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動(dòng)時(shí)：2.當(dāng)物體由低處向高處運(yùn)動(dòng)時(shí)：重力做正功，重力勢(shì)能減小,重力做負(fù)功，

重力勢(shì)能增大,減少的重力勢(shì)能等于重力對(duì)物體做的功增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力做的功重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系1.參考平面：重力勢(shì)能的相對(duì)性（1）在參考平面上，物體的重力勢(shì)能為

(又稱

面)。（2）重力勢(shì)能具有

，計(jì)算時(shí)必須事先選定

。（3）參考平面的選取是任意的，視問題處理方便為原則；通常選擇

或

為參考平面。2.重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有

，且正負(fù)表示

。人為選定的高度定為0的水平面0零勢(shì)能相對(duì)性參考平面地面最低點(diǎn)正負(fù)之分所處位置與參考平面的關(guān)系（1）若物體在參考面，h=0故Ep=0（2）若物體在參考面上方，則h＞0為正值，Ep也是正值；（3）若物體在參考面下方，則h＜0為負(fù)值，Ep也是負(fù)值；也表大小（與功的正負(fù)不同）(1)在參考平面相同時(shí)，同一物體在不同高度時(shí)，重力勢(shì)能不同。(

)(2)重力做功與路徑無(wú)關(guān)，但重力勢(shì)能的變化與路徑有關(guān)。(

)(3)重力勢(shì)能Ep1＝10J，Ep2＝－10J，則Ep1與Ep2方向相反。(

)(4)重力做功WG＝－20J，則物體的重力勢(shì)能減小20J。(

)(5)同一物體的重力勢(shì)能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，則Ep1>Ep2。(

)√×××√【典例】（2021·江蘇揚(yáng)州市·揚(yáng)州中學(xué)高一月考）一根彈簧的彈力﹣位移圖線如圖所示，那么彈簧由伸長(zhǎng)量8cm變到伸長(zhǎng)量4cm的過程中（）A．彈力所做的功是3.6J，彈性勢(shì)能減少了3.6JB．彈力所做的功是1.8J，彈性勢(shì)能減少了1.8JC．彈力所做的功是﹣3.6J，彈性勢(shì)能增加了3.6JD．彈力所做的功是﹣1.8J，彈性勢(shì)能增加了1.8J典例分析【正確答案】B【典例】沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面上拉同一物體到頂端，以下說(shuō)法正確的()A.沿坡度小，長(zhǎng)度大的斜面上升重力勢(shì)能增加量大B.沿長(zhǎng)度大，粗糙程度大的斜面上升重力勢(shì)能增加量大C.重力勢(shì)能增加量一樣多D.無(wú)法確定典例分析【正確答案】C如圖所示，將彈簧拉力器用力拉開的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能和彈力的變化情況是()A.彈力變大，彈性勢(shì)能變小B.彈力變小，彈性勢(shì)能變大C.彈力和彈性勢(shì)能都變小D.彈力和彈性勢(shì)能都變大練習(xí)：物體在運(yùn)動(dòng)過程中，克服重力做功為50J，則：A、重力做功為50J；B、物體的重力勢(shì)能一定增加了50J；C、物體的勢(shì)能一定減少50J；D、重力做了50J的負(fù)功。一個(gè)100g的球從1.8米的高處落到一個(gè)水平板上，又彈回到1.25m的高度，則整個(gè)過程中重力對(duì)球所做的功及球的重力勢(shì)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.物體的重力勢(shì)能一定減少0.55JD.物體的重力勢(shì)能一定增加1.25J典例探究例.某游客領(lǐng)著孩子游泰山時(shí),孩子不小心將手中的皮球滑落,球從A點(diǎn)滾到了山腳下的B點(diǎn),高度標(biāo)記如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是 (

)A.從A到B的曲線軌跡長(zhǎng)度不知道,無(wú)法求出此過程重力做的功B.從A到B過程中阻力大小不知道,無(wú)法求出此過程重力做的功C.從A到B重力做功mg(H+h)D.從A到B重力做功mgHD練習(xí)3一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛．用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)，M點(diǎn)與繩的上端P相距1/3L.重力加速度大小為g.在此過程中，繩的重力勢(shì)能增加()A.1/9mgL B.1/6mgLC.1/3mgL D.1/2mgLA外力做正功且動(dòng)能不變，則重力勢(shì)能增加外力做功=重力勢(shì)能增加量典例探究例把的情境改為如圖所示,質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下經(jīng)過水平面BC后,再滾上另一斜面,當(dāng)它到達(dá)

的D點(diǎn)時(shí),速度為零,在這個(gè)過程中,重力做功為 (

)A.

B.C.mgh

D.0B如圖所示，在光滑的水平面上有一物體，它的左端連一彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力

F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)撤去

F

后，物體將向右運(yùn)動(dòng)，在物體向右運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說(shuō)法正確的是()A.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小B.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大C.彈簧的彈性勢(shì)能先增大再減小D.彈簧的彈性勢(shì)能先減小再增大BFD 練習(xí)3長(zhǎng)一豎直彈簧下端固定于水平地面上，小球從彈簧的正上方高為h的地方由靜止下落到彈簧上端，如圖所示，經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處，則()A．h越大，彈簧在A點(diǎn)的壓縮量越大B．彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無(wú)關(guān)C．h越大，最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能越大D．小球最終在A點(diǎn)靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為mghB隨堂練：(2020·唐山高一檢測(cè))在離地面80m處無(wú)初速度地釋放一小球,小球質(zhì)量為m=200g,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,取釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面。求:(1)在第2s末小球的重力勢(shì)能;(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢(shì)能的變化。【典例】在離地80m處無(wú)初速度釋放一小球，小球質(zhì)量為m=0.2kg，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，取最高點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能參考面。求：(1)在第2s末小球的重力勢(shì)能；(2)在第3s內(nèi)重力所做的功，重力勢(shì)能的變化?！窘馕觥?1)由得：h=-20m，EP=mgh=-40J(2)第3s末時(shí)物體所處位置：典例分析

關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()A.任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能B.任何具有彈性勢(shì)能的物體，都一定發(fā)生了彈性形變C.物體只要發(fā)生形變就一定有彈性勢(shì)能D.彈簧的彈性勢(shì)能只跟彈簧的形變量有關(guān)AB西雙湖風(fēng)景區(qū)內(nèi)的十七孔橋（如圖甲）是除水晶塔之外的又一標(biāo)志性建筑，它不僅是南北兩湖的分界點(diǎn)，更是聯(lián)系東西兩方景區(qū)的交通要沖，其模型可簡(jiǎn)化為圖乙、已知孔橋的拱高為h，A、B兩點(diǎn)在同一水平面上、一游客在由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，以下說(shuō)法正確的是（）A．游客的重力勢(shì)能先增大后減小，重力先做正功后做負(fù)功B．游客的重力勢(shì)能先減小后增大，重力先做負(fù)功后做正功C．游客的重力勢(shì)能先增大后減小，重力先做負(fù)功后做正功D．游客在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中重力做的總功不為零【例題】（多選）關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是（

）A．彈簧的彈性勢(shì)能與其被拉伸（或壓縮）的長(zhǎng)度有關(guān)B．彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)C．對(duì)于同一彈簧，在彈性限度內(nèi)，形變量越大，則彈性勢(shì)能越大D．彈性勢(shì)能的大小與使彈簧發(fā)生形變的物體有關(guān)如圖，在一次“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，人由高空躍下到最低點(diǎn)的整個(gè)過程中，下列說(shuō)法正確的是：A.重力對(duì)人做正功B.人的重力勢(shì)能減小了C.“蹦極”繩對(duì)人做負(fù)功D.“蹦極”繩的彈性勢(shì)能增加了ABCD（2）如果下落時(shí)有空氣阻力，表格中的數(shù)據(jù)是否會(huì)改變？例與練參考平面小球在A點(diǎn)重力勢(shì)能小球在B點(diǎn)重力勢(shì)能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢(shì)能變化桌面6J-4J10J-10J地面10J0J10J-10J（3）重力做的功和重力勢(shì)能變化的數(shù)值是否會(huì)因參考平面的不同而發(fā)生變化？（4）重力做的功和重力勢(shì)能的變化有什么關(guān)系？重力勢(shì)能、重力做功、重力勢(shì)能的變化與是否存在空氣阻力無(wú)關(guān)一個(gè)確定的過程，WG和?EP與參考平面的選取無(wú)關(guān)WG=

-?Ep以下說(shuō)法是否正確？如果正確，說(shuō)出一種可能的實(shí)際情況；如果不正確，說(shuō)明這種說(shuō)法為什么錯(cuò)誤。（1）物體受拉力作用向上運(yùn)動(dòng)，拉力做的功是1J，但物體重力勢(shì)能的增加量不是1J。（2）物體受拉力作用向上勻速運(yùn)動(dòng)，拉力做的功是1J，但物體重力勢(shì)能的增加量不是1J。（3）物體運(yùn)動(dòng)，重力做的功是-1J，但物體重力勢(shì)能的增加量不是1J。（4）沒有摩擦?xí)r物體由A沿直線運(yùn)動(dòng)到B，重力做的功是-1J；有摩擦?xí)r物體由A沿曲線運(yùn)動(dòng)到B，重力做的功大于-1J。練習(xí)與應(yīng)用

以下說(shuō)法是否正確？如果正確，說(shuō)出一種可能的實(shí)際情況；如果不正確，說(shuō)明這種說(shuō)法為什么錯(cuò)誤。（3）物體運(yùn)動(dòng)，重力做的功是-1J，但物體重力勢(shì)能的增加量不是1J；（4）沒有摩擦?xí)r物體由A沿直線運(yùn)動(dòng)到B，重力做的功是-1J；有摩擦?xí)r物體由A沿曲線運(yùn)動(dòng)到B，重力做的功大于-1J。(3)錯(cuò)誤。根據(jù)WG=Ep1–Ep2可知，重力做-1J的功，物體重力勢(shì)能的增加量為1J。(4)錯(cuò)誤。重力做功只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)，A、B兩點(diǎn)的位置不變，從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，無(wú)論經(jīng)過什么路徑，是否還受到其他的力，重力的功都是相同的。解：練習(xí)與應(yīng)用

以下說(shuō)法是否正確？如果正確，說(shuō)出一種可能的實(shí)際情況；如果不正確，說(shuō)明這種說(shuō)法為什么錯(cuò)誤。（1）物體受拉力作用向上運(yùn)動(dòng)，拉力做的功是1J，但物體重力勢(shì)能的增加量不是1J；（2）物體受拉力作用向上勻速運(yùn)動(dòng)，拉力做的功是1J，但物體重力勢(shì)能的增加量不是1J；(1)正確。物體在拉力的作用下向上運(yùn)動(dòng)，如果做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)拉力的功大于重力勢(shì)能的增加量。如果物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)拉力的功小于重力勢(shì)能的增加量。(2)錯(cuò)誤。物體勻速上升，拉力的大小等于重力的大小，拉力的功一定等于重力勢(shì)能的增加量。解：如圖8.2-8，質(zhì)量為m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中達(dá)到的最高點(diǎn)2的高度為h。重力加速度為g。（1）足球由位置1運(yùn)動(dòng)到位置2時(shí)，重力做了多少功？足球的重力勢(shì)能增加了多少？（2）足球由位置2運(yùn)動(dòng)到位置3時(shí)，重力做了多少功？足球的重力勢(shì)能減少了多少？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)，彈力做___功，彈性勢(shì)能______，其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能.負(fù)增加(2)物體由A向O運(yùn)動(dòng)，或者由A′向O運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力做____功，彈性勢(shì)能______，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.正減少(3)彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系可表示為_______________注意：彈力做功與彈性勢(shì)能變化有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，彈力做多少正(負(fù))功，彈性勢(shì)能就減少(增加)多少．W＝－ΔEp填一填變式世界上五大最高摩天輪排行，中國(guó)兩個(gè)上榜，第一高達(dá)450米，假設(shè)一個(gè)50kg的乘客從地面乘坐該摩天輪到達(dá)最高點(diǎn)，則：(1)乘客重力做功為多少？(2)乘客的重力勢(shì)能變化了多少？(3)由(1)、(2)可知，重力做功與重力勢(shì)能的變化有什么關(guān)系？任務(wù)：彈性勢(shì)能