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《2017_2018学年高中物理第4章能量守恒与可持续发展41势能的变化与机械功教学案沪科版必修》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、4.1势能的变化与机械功［学习目标］1.认识重力做功与物体运动的路径无关的特点,理解重力势能的概念.2.理解重力做功与重力势能变化的关系.3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.U自主预习梳理一、研究重力做功跟重力势能变化的关系1•重力势能(1)定义：物体由于被举高而具有的能.(2)公式：氏=泌，式中力是物体重心到参考平面的高度.(3)单位：隹耳；符号：J.2.重力做功与重力势能的变化：(1)表达式：爲一現2=_△保・(2)两种情况：①物体由高处到低处，重力做正功，重力热能减少;②物体由低处到高处，重力做负功，重力势
2、能增加.二、重力做功与路径无关1.重力做功的表达式：0-泌，力指初位置与末位置的高度差.2.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的初位置和末位置的高度有关,而跟物体运动的鯉无关.三、弹性势能1.定义：物体发生弹性形变时具有的毎能叫做弹性毎能.2.大小：弹簧的劲度系数为乩弹簧的伸长量或压缩量为川则弹簧的弹性势能廊=無.［即学即用］1.判断下列说法的正误.(1)重力做功与物体沿直线或曲线运动有关.(X)(2)物体只要运动，其重力一定做功.(X)(3)同一物体在不同位置的重力势能分别为爲=3J,伦=一10J,则爲<&•(><)(4)物体由高处到
3、低处，重力一定做正功，重力势能一定减少.(J)(5)重力做功一定与路径无关，只与初、末位置的高度差有关.(J)(1)只要发生形变的物体就一定具有弹性势能.(X)1.将质量为/〃的物体从地面上方〃高处由静止释放，物体落在地而后地而出现一个深度为h的坑，如图1所示，在此过程中，重力对物体做功为,重力势能(填“减少”或“增加”)了OI图1答案〃矽(〃+力)减少〃矽(//+力)01重点知识探究一、重力做功的特点［导学探究］如图2所示，一个质量为/〃的物体，从高度为厶的位置/分别按下列三种方式运动到高度为力2的位置B,在这个过程屮思考并讨论以下问题：(1)根据
4、功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功；(2)求出丙中重力做的功；(3)重力做功有什么特点？A物体竖11向下运动物体沿倾斜血线向下运动物体沿曲线路径向下运动答案⑴甲中i】igh=High、一mghi乙中ir=mg]cos（）=mgh=mgh—mgb⑵把整个路径M分成许多很短的间隔/U、力虫…，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看做一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为AAk…，则物体通过每段小斜线吋重力做的功分别为mg'h、mg'hz….物体通过整个路径时重力做的功旷=mg、h+mg^H=mg(Ah+A厶)=mgh=mgh~mghi
5、(1)物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关.［知识深化］1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与物体受其他力及物体的运动状态均无关.2.物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功.3.在一些往复运动或多个运动过程的复杂问题中求重力做功时，利用重力做功的特点，可以省去大量中间过程，一步求解.【例1】在同一高度，把三个质量相同的球昇、B、C分别以相等的速率竖直上抛、竖直下抛和平抛，它们都落到同一水平地面上•三个球在运动过程屮，重力对它们做的功分别为％的、%,重力的平均功率分别为匕、几、2,则它们的大小关系为
6、()A.%>血=%,PAP严PcB.%=%=%,PA=Pl{=PcC.他=施=升,PVPQPaD.%>"◊%P»PA円答案C解析由重力做功特点知由运动学知识知，从抛出到落地的时间：曲“,由宀7得，p»p»Pa,故c对.二、重力势能［导学探究］如图3所示，质量为/〃的物体自高度为厶的昇处下落至高度为仏的〃处.求下列两种情况下，重力做的功和重力势能的变化量，并分析它们之间的关系.图3(1)以地面为零势能参考面；(2)以〃处所在的平面为零势能参考面.答案⑴重力做的功A力=〃够(力2—力1),选地面为零势能参考面，爲=/〃g力2,氐=mgh,重力势能的变化
7、量卜氏=—mg卜h.(2)选〃处所在的平面为零势能参考面，重力做功仁/〃gA力=〃矽(力2—力J.物体的重力势能爲=mglh?—h)=nig卜h,為=0,重力势能的变化量A^=0—〃好Ah=—砒△力.综上两次分析可见人几，即重力做的功等于重力势能的变化量的负值，而且重力势能的变化与零势能参考面的选取无关.［知识深化］1.重力做功与重力势能变化的关系：*=氐一爲2=—△&2.重力势能的相对性物体的重力势能总是相对于某一水平参考面，选取不同的参考面，物体重力豹能的数值是不同的.故在计算重力势能吋，必须首先选取参考平面.3.重力势能是标量，但有正负之分，物
8、体在零势能面上方，物体的重力势能是正值，表示物体的重力势能比在参考平而上时要多，物体在零势能而下方，物体的重
