8.2重力势能—2021-2022学年高中物理同步训练讲义（人教版2019必修第二册）（解析版）

3.0 envi 2024-12-31 4 4 517.07KB 15 页 3知币

侵权投诉

第八章机械能守恒定律

8.2 重力势能

【知识梳理】

一、重力做的功

1.重力所做的功 WG＝mg Δ h ，Δh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起点和终点的位置有关，而跟

物体运动的路径无关.

二、重力势能

1.重力势能.

(1)表达式：Ep＝mgh.

(2)单位：焦耳；符号：J.

2.重力做功与重力势能之间的关系：WG＝Ep1－ E p2.

(1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减小；即 WG＞0，Ep1＞Ep2.

(2)当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加；即 WG＜0，Ep1＜Ep2.

3.重力势能的系统性

重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的.

三、重力势能的相对性

1.参考平面：物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫作参考平面，

在参考平面上物体的重力势能取为 0.

2.重力势能的相对性：Ep＝mgh 中的 h是物体重心相对参考平面的高度.选择不同的参考平

面，物体重力势能的数值是不同的，但重力势能的差值相同 . (后两空选填“相同”或“不

同”)

3.物体在参考平面上方，重力势能为正值；物体在参考平面下方，重力势能为负值.

四、弹性势能

1.定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能，叫弹

性势能.

2.影响弹性势能的因素

(1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，形变大小越大，弹簧的弹性势能就越大.

(2)弹性势能跟劲度系数有关：不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数越大，弹性势能

越大.

3.势能也叫位能，与相互作用的物体的相对位置有关.重力势能是由地球和地面上物体的相

对位置决定的，弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的.

【基础小练】

1.判断下列说法的正误.

(1)重力做功一定与路径无关，只与初、末位置的高度差有关.(　√　)

(2)重力势能 Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则 Ep1 与Ep2 方向相反.(　×　)

(3)重力做功 WG＝－20 J 时，物体的重力势能减小 20 J.(　×　)

(4)同一弹簧长度不同时，弹性势能一定不同.(　×　)

(5)弹性势能与弹簧的形变量和劲度系数有关.(　√　)

2.质量为 m的物体(可视为质点)从地面上方 H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度

为h的坑，如图所示，重力加速度为 g，在此过程中，重力对物体做功为______，重力势

能______(填“减少”或“增加”)了______.

答案　mg(H＋h)　减少　mg(H＋h)

【能力提升】

一、重力做的功

导学探究

如图所示，一个质量为 m的物体，从高度为 h1的位置 A分别按下列三种方式运动到高度为

h2的位置 B，在这个过程中，思考并讨论以下问题：

(1)求出图甲情形中重力做的功；

(2)求出图乙情形中重力做的功；

(3)求出图丙情形中重力做的功；

(4)重力做功有什么特点？

答案　(1)甲中 WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2

(2)乙中 WAB′＝mglcos θ＝mgΔh＝mgh1－mgh2

WB′B＝0

故WAB＝mgΔh＝mgh1－mgh2

(3)丙中把整个路径 AB″分成许多很短的间隔 AA1、A1A2…，由于每一段都很小，每一小段

都可以近似地看成一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为 Δh1、Δh2…，则物体通

过每段小斜线时重力做的功分别为 mgΔh1、mgΔh2….

WAB″＝mgΔh1＋mgΔh2＋…＝mg(Δh1＋Δh2＋…)＝mgΔh

WB″B＝0

故WAB＝mgΔh＝mgh1－mgh2.

(4)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，与受到的其他力及运动状态均无关.

2.物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功.

3.重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，而跟

初、末位置有关.

如图所示，质量为 m的小球从高为 h处的斜面上的 A点滚下，经过水平面 BC 后，

再滚上另一斜面，当它到达的 D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(重力加速度

为g)(　　)

A. B. C.mgh D.0

答案　B

解析　解法一　分段法.

小球由 A→B，重力做正功 W1＝mgh

小球由 B→C，重力做功为 0，

小球由 C→D，重力做负功 W2＝－mg·

故小球由 A→D全过程中重力做功

WG＝W1＋W2＝mg＝mgh，B正确.

解法二　全过程法.

全过程，小球的高度差为 h1－h2＝h，故 WG＝mgh，B正确.

计算重力做功时，找出初、末位置的高度差 h，直接利用公式 WG＝mgh 即可，无需考虑中

间的复杂运动过程.

二、重力势能

导学探究

如图所示，质量为 m的物体自高度为 h2的A处下落至高度为 h1的B处(重力加速度为 g).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.

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

8.2重力势能—2021-2022学年高中物理同步训练讲义（人教版2019必修第二册）（解析版）.docx

共15页,预览5页

还剩页未读，继续阅读

8.2重力势能—2021-2022学年高中物理同步训练讲义（人教版2019必修第二册）（解析版）

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: