2019-2020年高中物理第2章能的转化与守恒第2节势能的改变教学案鲁科版必修2

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1、2019-2020年高中物理第2章能的转化与守恒第2节势能的改变教学案鲁科版必修2一、重力势能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平面而言的。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。二、重力做功与重力势能的

2、改变1．重力做功的特点重力做功与路径无关，只与初、末位置高度差有关。2．关系式WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。3．两者关系重力对物体做了正功，则物体的重力势能减小；反之，如果重力对物体做了负功，则物体的重力势能一定增加。三、弹性势能的改变1．定义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的弹性形变越大，其弹性势能也就越大。3．弹力做功与弹性势能变化的关系如果弹力对外做了多少功，就减少多少弹性势能；如果克服弹力做了多少功，就会增加多少弹性势能。4．势能由物体间的相对位置决定的能，包括重力势能和弹性势能。1．自主思考

3、——判一判(1)物体的质量越大，重力势能一定越大。(×)(2)物体越高，重力势能一定越大。(×)(3)处在参考平面上的物体重力势能均为零。(√)(4)物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加。(√)(5)重力做正功，重力势能一定减少。(√)(6)物体的形变量越大，弹性势能越大。(×)2．合作探究——议一议(1)三峡大坝横跨2309m，坝高185m，其1820万千瓦的装机容量为世界第一，847亿千瓦时的年发电量居世界第二。想一想三峡大坝为何修建得那么高？图221提示：三峡大坝的一个重要功能是利用水能发电，之所以将其修建得很高，是为了

4、提高大坝的上下水位落差，以利于使更多的重力势能转化为电能。(2)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？提示：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。(3)弹弓是一种兵器，也是一种儿童玩具。它是由两根橡皮筋和一个木叉制成的。如图222所示，拉伸橡皮筋，可以把“子弹”射出去。图222拉伸的橡皮筋为什么可以把“子弹”射出去？提示：拉伸的橡皮筋具有弹性势能。重力势能的理解与计算重力势

5、能的“四性”系统性重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有的能量，不是地球上的物体单独具有的相对性重力势能Ep＝mgh与参考平面的选择有关，式中的h是物体重心到参考平面的高度。重力势能是标量，只有大小而无方向，但有正负之分。当物体在参考平面上方时，Ep为正值；当物体在参考平面下方时，Ep为负值。注意物体重力势能的正负是表示比零势能大，还是比零势能小任意性视处理问题的方便而定，一般选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能面绝对性物体从起点运动到终点的过程中，重力势能的变化量与参考平面的选取无关，是绝对的[典例]　如图223所示，桌面

6、距地面0.8m，一个物体的质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上。以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能减少了多少(g＝10m/s2)。图223[思路点拨]　在求解物体的重力势能时，应注意物体相对参考平面所处的高度。[解析]　以地面为参考平面，物体的高度为h1＝1.2m物体的重力势能为Ep1＝mgh1＝2×10×1.2J＝24J物体落至桌面时的重力势能为Ep2＝mgh2＝2×10×0.8J＝16J物体重力势能的减少量为ΔEp＝Ep1－Ep2＝(24－16)J＝8J。[答案]　24J　

7、8J重力势能的三种求解方法(1)根据重力势能的定义求解：选取零势能参考平面，由Ep＝mgh可求质量为m的物体在离零势能参考平面h高度处的重力势能。(2)由重力做功与重力势能变化的关系求解：由WG＝Ep1－Ep2知Ep2＝Ep1－WG或Ep1＝WG＋Ep2。(3)由等效法求重力势能：重力势能的变化与运动过程无关，只与初、末状态有关。ΔEp＝mg·Δh＝Ep2－Ep1。　　　　1．下列关于重力势能的说法正确的是(　　)A．重力势能的大小只由重物本身决定B．所处位置高的物体，则重力势能就大C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D．

8、重力势能实际上是物体和地球所共有的解析：选D　重力势能等于物体的重力与物体重心高度的乘积，故选项A、B都不对；重力势能具有相对性，零势能位置的选取是任意的，地面不一定是零势能位置，选项C错误；重力是物体与地球间的作用力，重力势能实际上