2020_2021学年新教材高中物理第1章功和机械能4势能及其改变课件鲁科版必修2202101262224.ppt

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1、第4节 势能及其改变必备知识·自主学习一、重力势能【情境思考】如图所示,小球的重力势能与哪些因素有关?提示:小球越高,质量越大,泡沫塑料板形变越大,说明小球的重力势能与高度、质量有关。1.含义:把物体因为处于一定的_____而具有的能量称为重力势能。2.公式:Ep=____。3.单位:_____,符号__。4.标矢性:重力势能是_____,但有_____之分。高度mgh焦耳J标量正负5.相对性:(1)零势能参考平面: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_____。参考平面的选取是任意的,通常情况下

2、选取_____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_______________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,只表示物体位于零势能参考平面的_____或_____。为零地面零势能参考平面上方下方二、重力做功与重力势能改变的关系【情境思考】如图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?当他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

3、时,重力做负功,重力势能增大。1.重力做功的特点:重力做功与_____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_____,并且与是否存在其他作用力及其他力_________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_____多少;物体克服重力做多少功,物体的重力势能就_____多少。3.关系式:WG=______=_____。路径相等是否做功减少增加Ep1-Ep2-ΔEp三、弹性势能及其改变【情境思考】水平面上使物块向左压弹簧一定距离后处于静止状态,然后

4、释放物块,会看到什么现象?说明了什么?提示:物块向右先加速再减速,说明压缩的弹簧具有能量。1.弹性势能:物体因为发生_________而具有的能量。2.影响弹性势能的因素:(1)_________的大小。(2)_________的大小。3.弹性势能的改变:物体弹性势能的改变总是与_________相对应,即弹力对外做了多少功,弹性势能就_____多少。反之,克服弹力做了多少功,弹性势能就_____多少。4.势能:由_________决定的能,包括_________和_________。弹性形变弹性形变劲度系数弹力

5、做功减少增加相对位置重力势能弹性势能【易错辨析】(1)重力做功由重力和物体的位移大小决定。()(2)同一物体在不同高度时,重力势能不同。()(3)重力势能Ep1=2J,Ep2=-3J,则Ep1与Ep2方向相反。()(4)同一物体的重力势能Ep1=2J,Ep2=-3J,则Ep1>Ep2。()(5)在同一位置的质量不同的两个物体,它们的重力势能一定不同。()×××√×关键能力·合作学习知识点一 科学探究:影响物体重力势能大小的因素1.实验目的:探究影响重力势能大小的因素2.设计思路:(1)实验方法:控制变量法①让两质

6、量不同的小球,从同一高度落入盆中细沙。②让同一小球,从不同高度落入盆中细沙。(2)实验观察观察小球陷入沙的深度。3.数据处理:(1)两质量不同的小球,从同一高度落下,质量大的陷入沙的深度大。(2)同一小球,从不同高度落下,高度越高的陷入沙的深度大。4.实验结论:重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关,物体的质量越大,所处的高度越高,重力势能就越大。【问题探究】如图所示,三峡大坝横跨2309米,坝高185米,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

7、?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。【典例示范】【典例】如图所示,质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地高度为h。若以桌面为零势能参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是()A.mgh,减少mg(H-h)B.mgh,增加mg(H+h)C.-mgh,增加mg(H-h)D.-mgh,减少mg(H+h)【解题探究】(1)重力势能具有_____性。(2)零势能面之上为___,零势能面之下为

8、___。相对正负【解析】选D。以桌面为零势能参考平面,落地时小球的重力势能为-mgh,初状态重力势能为mgH,即重力势能的变化ΔEp=-mgh-mgH=-mg(H+h),所以重力势能减少了mg(H+h),则D正确,A、B、C错误。【规律方法】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

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