1.4 势能及其改变 教案-2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（20

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第4节 势能及其改变
考点一、重力做功与重力势能（可根据重心高度变化求解）
1、重力做功
（1）物理意义
重力对物体做功；
（2）表达式
WG＝mgh1- mgh2= mgΔh；
（3）影响大小的因素
重力 mg 和初、末位置的高度差 Δh，与路径无关；
（4）特点
只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选择无关；过程量，标量 ；
2、重力势能
（1）物理意义
由物体与地球的相互作用产生，且由它们之间的相对位置决定的能；
（2）表达式
Ep＝mgh；
（3）影响大小的因素
重力 mg 和相对参考面的高度 h；
（4）特点
与参考平面的选择有关，同一位置的物体，选择不同的参考平面，其重力势能的值不同；
状态量，标量；
（5）重力势能变化的绝对性
物体在两个高度不同的位置时，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。
3、重力做功与重力势能之间的联系
重力做功的过程是重力势能改变的过程，重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加，且
重力做了多少功，重力势能就改变多少，即 WG＝mgh1- mgh2=Ep1－Ep2＝－ΔEp。
4、注意事项
（1）重力势能是物体和地球组成的整体共同具有的能量，而不是物体单独具有的，通常所说的物体的势
能是一种简略说法；
（2）一般选择地面或者物体运动所达到的最低点为零势能面。
（3）单位：焦耳。1J=1kg.m.s-2.m=1N.m
5、重力势能的正负判断
如图所示。选择不同的参考面
参考平面 EpA EpB EpC
地面 正值 正值 零
桌面 正值 零 负值
A处平面 零 负值 负值
【典例详析】
例1、（多选）如图所示，物体沿不同的路径从 A运动到 B，其中按不同的路径：①有摩擦作用；②无摩
擦作用，③无摩擦，但有其他外力拉它．比较这三种情况下重力做的功 W1、W2、W3，重力势能的变化
量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3 的关系，以下正确的是(　　)
A．W1＞W2＞W3　 B．W1＝W2＝W3 C．ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3 D．ΔEp1＜ΔEp2＜ΔEp3
【答案】BC。
例2、质量为 m的小球，从离桌面 H高处由静止下落，桌面离地面高度为 h，如图所示，若以桌面为参考
平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别为（ Ç）。
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）
【答案】D。
例3、在水平地面上平铺 n块砖，每块砖的质量为 m，厚度为 h，如图所示，如将砖一块一块地竖直叠放
起来，在此过程中，重力做多少功？
【答案】 。
考点二、弹性势能和弹性势能的改变
1、弹性势能
（1）物理意义
物体由于发生弹性形变而具有的能量。弹性势能是弹性装置与受弹力作用的物体组成的系统所共有的。
（2）产生原因
发生弹性形变。
（3）弹性势能的影响因素
形变量、劲度系数；
（4）弹力做功与弹性势能变化的关系（与重力势能类似）
① 与路径无关；
②W弹＝－ΔEp弹。
③ 弹性势能也是标量，但是均为非负数。因为零弹性势能面为原长（有形变就有能量）。
（5）表达式： （x表示形变量），通常用弹力做功或者能量守恒去求；
（6）注意
势能可以理解为本身的能量，对外做正功，则自身能量减少；做负功（或克服某力做功），则自身能量
增加。
【典例详析】
例4、如图所示，质量相等的两木块中间连有一弹簧，今用力 F缓慢向上提 A，直到 B恰好离开地面开始
时物体 A静止在弹簧上面。设开始时弹簧的弹性势能为 Ep1，B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为 Ep2，
则关于 Ep1、Ep2 大小关系及弹性势能变化△Ep的说法中正确的是（ ）
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