2018-2019学年高中物理第2章能的转化与守恒第2节势能的改变学案鲁科版必修2

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1、第2节　势能的改变学习目标核心提炼1.知道什么是重力势能，并记住其公式、单位等。2.理解重力势能与重力势能改变的不同。3.理解重力做功与重力势能变化的关系。4.知道弹性势能，理解弹力做功与弹性势能变化的关系。2个概念——重力势能、弹性势能2个关系——重力做功与重力势能变化的关系、弹力做功与弹性势能变化的关系一、重力势能阅读教材第28～29页“重力势能”部分，知道重力势能的表达式及其相对性。1.定义：物体处于一定的高度而具有的能。2.公式：Ep＝mgh。3.单位：焦耳，符号J。4.标矢性：重力势能是标量，但有正负之分。5.相对性(1)参考平面：把高度规定为零的水平面。任何物体在该平面上

2、的重力势能为零。参考平面的选取是任意的，通常情况下选取地面为参考平面。(2)相对性：物体的重力势能是相对的，它是相对于零势能参考面而言的。物体的重力势能可以取正、零、负值，其正负不表示方向，只表示物体位于参考平面的上方或下方。思考判断(1)重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的。(　　)(2)重力势能的大小是相对的。(　　)(3)在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零。(　　)答案　(1)√　(2)√　(3)×二、重力做功与重力势能的改变阅读教材第29～30页“重力做功与重力势能的改变”部分，知道重力做功的特点及其与重力势能变化的关系。1.重力做功的特点：重力做功与

3、路径无关，只与初、末位置的高度差有关；重力做功总是对应于物体重力势能的变化，两者的大小相等，并且与是否存在其他作用力及其他力是否做功无关。2.两者间的关系：重力对物体做多少功，物体的重力势能就减少多少；物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少。3.关系式：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。思维拓展如图1所示的滑雪运动员从雪山高处高速滑下，运动员的重力做了正功还是负功？其重力势能增大了还是减小了？当冲上另一个高坡时会怎样？图1答案　运动员从高处滑下，位移向下，重力做了正功，由于高度降低，其重力势能减小；当运动员冲上另一个高坡时，重力做负功，重力势能增大。三、弹性势能的改变阅读教材第

4、31页“弹性势能的改变”部分，了解弹性势能的概念及弹性势能的改变。1.弹性势能：物体因为发生弹性形变而具有的能。2.影响弹性势能的因素：一个物体弹性势能的大小，取决于弹性形变的大小。3.弹性势能的改变：物体弹性势能的改变总是与弹力做功相对应，即弹力对外做了多少功，弹性势能就减少多少。反之，克服弹力做了多少功，弹性势能就增大多少。4.势能：由相对位置决定的能，包括重力势能和弹性势能。思考判断(1)弹性势能与物体的形变量有关。(　　)(2)除了弹力做功之外，其他力做功不影响弹性势能。(　　)(3)弹力做正功，弹性势能就增大；弹力做负功，弹性势能就减小。(　　)答案　(1)√　(2)√　(

5、3)×　重力势能与重力势能的变化[要点归纳]1.重力势能的三性(1)标量性：重力势能是标量，只有大小，没有方向，但有正、负。重力势能正、负的含义：正、负值分别表示物体处于参考平面上方和下方。(2)相对性：表达式Ep＝mgh中的h是相对于参考平面的高度，故重力势能也具有相对性。计算重力势能时必须要选取参考平面，处于参考平面上的任何物体的重力势能都为零。(3)系统性：重力是地球对物体的吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的。平时所说的“物体的重力势能”只是一种简化的说法。2.重力势能变化的绝对性：物体在两个高度不同的位置时

6、，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关。[精典示例][例1]如图2所示，桌面距地面的高度为0.8m，一物体质量为2kg，放在桌面上方0.4m的支架上，则图2(1)以桌面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(2)以地面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(3)以上计算结果说明什么？解析　(1)以桌面为零势能参考平面，物体距离零势能参考平面的高度h1＝0.4m，因而物体具有的重力势能Ep1＝mgh1＝2×9.8×0.4J＝7.84J

7、。物体落至地面时，物体的重力势能Ep2＝mgh2＝2×9.8×(－0.8)J＝－15.68J。因此物体在此过程中重力势能减少量ΔEp＝Ep1－Ep2＝7.84J－(－15.68)J＝23.52J。(2)以地面为零势能参考平面，物体距离零势能参考平面的高度h1′＝(0.4＋0.8)m＝1.2m。因而物体具有的重力势能Ep1′＝mgh1′＝2×9.8×1.2J＝23.52J。物体落至地面时重力势能Ep2′＝0。在此过程中物体重力势能减少量ΔEp′＝Ep1′－E