2018年高中物理 第四章 机械能和能源 重力势能和弹性势能知识梳理学案 教科版必修2

《2018年高中物理 第四章 机械能和能源 重力势能和弹性势能知识梳理学案 教科版必修2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、重力势能和弹性势能【学习目标】1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算．2．理解重力势能的变化和重力做功的关系．知道重力做功与路径无关．3．知道重力势能的相对性．4．明确弹性势能的含义，理解弹性势能的相对性5．知道弹性势能与哪些量有关．【要点梳理】要点一、重力做功的特点要点诠释：重力对物体所做的功只跟物体的初末位置的高度有关，跟物体运动的路径无关．物体沿闭合的路径运动一周，重力做功为零，其实恒力(大小方向不变)做功都具有这一特点．如物体由A位置运动到B位置，如图所示，A、B两位置的高

2、度分别为h1、h2，物体的质量为m，无论从A到B路径如何，重力做的功均为：＝mgh＝mg(h1-h2)＝mgh1-mgh2．可见重力做功与路径无关．要点二、重力势能要点诠释：(1)定义：物体由于被举高而具有的能．(2)公式：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积．．h是物体重心到参考平面的高度．(3)单位：焦(J)．1J＝．(4)重力势能是一个相对量，它的数值与参考平面的选择有关．实际上是由h为相对量引起的．参考平面的选择不同，重力势能的值也就不同，一般取地面为参考平面．在参考平面内的物体

3、，EP＝0；在参考平面上方的物体，EP＞0；在参考平面下方的物体，EP＜0．(5)重力势能是标量，它的正、负值表示大小．(6)重力势能是地球和物体共有的．要点三、重力势能的相对性与重力势能变化的绝对性要点诠释：(1)重力势能是一个相对量，它的数值与参考平面的选择有关．在参考平面内，物体的重力势能为零；在参考平面上方的物体，重力势能为正值；在参考平面下方的物体，重力势能为负值．(2)重力势能变化的不变性(绝对性)．尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关，但重力势能的变化量都与参考平面的选择无关，这

4、体现了它的不变性(绝对性)．(3)某种势能的减少量，等于其相应力所做的功．重力势能的减少量，等于重力所做的功；弹簧弹性势能的减少量，等于弹簧弹力所做的功．(4)重力势能的计算公式EP＝mgh，只适用于地球表面及其附近g值不变时的范围，若g值变化时，不能用其计算．要点四、重力做功和重力势能改变的关系要点诠释：(1)设A、B两点为物体在运动过程中所经历的两点(如图所示)。若从B点运动到A点，则(重力对物体做负功mgh)；从能量的角度，(重力势能增加mgh)．若从A点运动到B点，则(重力对物体做正功)

5、；从能量的角度，(重力势能减小mgh)．可见，重力势能的改变△EP只与重力做功有关，跟物体做什么运动以及是否同时还有其他作用力(如牵引力、阻力等)的存在无关，即．也就是说，重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功；克服重力做功时，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功．即．(2)重力做功与重力势能的比较．概念比较项目重力做功重力势能物理意义重力对物体所做的功由于物体与地球的相互作用，且由它们之间的相对位置决定的能表达式影响大小的因素重力G和初、末位置的高度差△h重力m

6、g和某一位置的高度h特点只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选择无关与参考平面的选择有关，同一位置的物体，选择不同的参考平面会有不同的重力势能值过程量状态量联系重力做功过程是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功，重力势能就变化了多少功，即要点五、弹性势能要点诠释：1.弹性势能发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。2.弹性势能的大小跟形变的大小有关，形变量越大，弹性势能越大对于弹簧来说，

7、弹性势能还与劲度系数有关，当形变量一定时，劲度系数越大的弹簧弹性势能也越大。3.弹性势能的表达注意：式中为弹簧的弹性势能，为劲度系数，为弹簧的形变量（即压缩或伸长的长度）4.弹力做功跟弹性势能变化的关系当弹簧的弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能变成其他形式的能；当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增加，其他形式的能转化为弹性势能。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系类似。【典型例题】类型一、重力势能的理解例1、如图所示，一人造卫星绕地球做椭圆轨道运动，试比较该卫星在近地点与远地点时的重力

8、势能大小．【解析】设A、B两点与地球的距离分别为hA和hB．错解一：因为，，，所以．错解二：设卫星在A、B两处时的重力加速度分别为与．则有，．因为，所以．正确解法：在AB连线上取A′点，使A与A′同处于以地心为圆心的同一圆弧上，则A′和A处物体重力势能大小相等。另外，卫星由B至A′时，引力做正功，重力势能减小，故有．【总结升华】错解的原因是公式只能在地球表面及附近g值认为不变时才能适用，而卫星在A、B两点时的g值不同，重力势能的计算就不能用此公式了．举一反三【变式1】塔吊把一质量为200kg的物