2019-2020年高考物理总复习 第17讲 重力势能 弹性势能能力提升学案 新人教版必修2

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1、2019-2020年高考物理总复习第17讲重力势能弹性势能能力提升学案新人教版必修2重力势能Ep=mgh，具有相对性，但重力势能的差值具有绝对性，与零势能参考面的选择无关。①重力势能是状态量，它描述了物体所处的一定状态与物体所处位置的对应关系。②重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有的能量，而不是地球上物体独有的，通常所说的物体的重力势能是一种简略的习惯说法。③重力势能具有相对性。重力势能的数学表达式Ep=mgh是与参考平面的选择有关的，式中的h是物体重心到参考平面的高度。当物体在参考平面之上时，重力势能Ep为正值；当物体在参考平面之下时，重力势能Ep为负值。注意物体重力势能的正、负的物理

2、意义是表示比零势能大，还是比零势能小，这与功的正、负的物理意义是不同的——即重力势能的正负表大小。④重力势能的参考平面的选取是任意的，视处理物体的方便而定。一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能参考面。⑤重力势能的变化是绝对的。物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化是绝对性的。我们关注的是重力势能的变化，这意味着能的转化问题。【考题l】下面有关重力势能的说法中，正确的是()．A．举得越高的物体，具有的重力势能越大B．质量越大的物体．具有的重力势能越大C．物体的重力势能不可能为零D．物体的重力势能可能小于零【解析】由物体重力势能Ep＝mgh可

3、知，举得越高的物体，具有的重力势能不一定越大；质量越大的物体，具有的重力势能也不一定越大，因为重力势能是一个相对的量，与零势能面的选择有关。故A、B错误；当物体在零势能面上时，物体的重力势能为零；在零势能面以下时，物体的重力势能就小于零，故D正确，C错误．【答寨】D【变式1】如图18-1所示，桌面距地面的高度为0．8m．一物体质量为2kg．放在距桌面0．4m的支架上，则：(1)以桌面为零势能参考面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到地而过程中，重力势能减小多少?(2)以地面为零势能参考面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到地面过程中，重力势能减小多少?(3)比较以上计算结果，

4、说明什么问题?考点2重力做功与重力势能的变化重力做功与过程无关，只跟物体初、末位置的高度差有关。重力做功与重力势能变化之间存在的数量关系，且与零势能面的选择无关。重力做功的相关问题：(1)特点：重力做功与物体的运动路径无关，只与起点和终点的位置有关；正是由于重力做功具有与路径无关的特点，才能引入重力势能的概念。由于摩擦力做功与路径有关，所以不能引入摩擦势能。(2)重力做功的过程是重力势能和其他形式能相互转化的过程。(3)重力做功的特点使我们很容易求物体沿不同路径运动时重力所做的功，只需重力乘以发生在重力方向上初、末位置间位移。物体从高处向低处运动，重力对物体做正功，物体的重力势能减少；重力做

5、多少功，物体的重力势能就减少多少。物体从低处向高处运动，重力对物体做负功(物体克服重力做功)，物体的重力势能增加；物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少。重力做功和重力势能的关系为：．重力做功的过程，是重力势能和其他形式的能量相互转化的过程，在这一过程中，重力做的功量度了重力势能的变化，即.注意：重力势能的大小与零势能面的选取有关，但重力势能的变化量的大小与零势能面的选取无关。【考题2】如图l8—2所示，起重机以g/4的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做功为多少?物体克服重力做功为多少?物体重力势能变化为多少?(空气阻力不计)【解析】由题意

6、可知起重机提供的向下的加速度为，物体上升高度为h，据牛顿第二定律得，所以，方向竖直向上．所以拉力做功．重力做功，即物体克服重力做功mgh．又因，故重力势能变化，即重力势能增加了mgh。【变式2—1】关于重力做功与重力势能的变化，下列说法中正确的是()．A．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段重力做负功，重力势能减少B．做竖直上抛运动的物体，在下降阶段重力做正功，重力势能增加C.做平抛运动的物体，重力势能不断减少D．只要物体的高度降低了，重力势能一定减少【变式2—2】质量为m的木球从离水面高度为h处由静止释放，落入水中后，在水中运动的最大深度是h’．最终木球停止在水面上，若木球在水中运动时，受到因

7、运动而产生的阻力恒为f．求：木球释放后的全部运动过程重力做的功是多少?它的重力势能变化了多少?考点3弹性势能概念的理解发生弹性形变的物体，各部分之间由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫弹性势能。弹性势能属于弹簧和物体组成的系统，是状态量，具有相对性。(1)势能产生的条件：①是物体间有相互作用力；②是物体间有相对位置。(2)当弹簧的形变量为零时，它的弹性势能为零，弹簧被拉长或被压缩后，都具有弹性势能。(