第26天 重力势能 -【寒假自学课】2023年高一物理寒假精品课(人教版2019)(原卷版)
第26 天 重力势能 (预习篇)
1.知道重力做功的特点.
2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系.
3.知道重力势能具有相对性,知道重力势能是物体和地球组成的“系统”所共有的.
4.理解弹性势能,知道影响弹性势能大小的相关因素.
一、重力做的功
1.重力所做的功 WG=
,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 有关,而跟物体
无关.
二、重力势能
1.定义:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.
2.大小:物体的重力势能等于它所受 与所处 的乘积,表达式为 Ep=mgh.
3.单位: .
4.重力做功和重力势能变化的关系:重力做正功,重力势能 ,重力做负功,重力势能
.关系式:WG=
三、重力势能的相对性
1.重力势能的相对性
在参考平面上物体的重力势能为 .选择不同的参考平面,物体重力势能的数值是 的,
但重力势能的差值 .(后两空选填“相同”或“不同”)
2.标矢性:重力势能为 量,其正负表示重力势能的大小.物体在参考平面上方时,重
力势能为值;在参考平面下方时,重力势能为 值.
四、弹性势能
1.定义:发生 形变的物体的各部分之间,由于有 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,在弹性限度内,形变越大,弹簧的弹性势能就
.
(2)弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关:在弹性限度内,不同的弹簧发生同样大小的形
变,劲度系数 ,弹性势能越大.
一、重力做的功
例题 1. 某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中质量为 m的皮球滑落,球从 A点滚
到了山脚下的 B点,高度标记如图所示,重力加速度为 g,则下列说法正确的是( )
A.从 A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功
B.从 A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功
C.从 A到B重力做功 mg(H+h)
D.从 A到B重力做功 mgH
解题归纳:
1.重力做功只与重力和物体高度变化有关,与运动路径无关.
2.物体下降时重力做正功,WG=mgh;
物体上升时重力做负功,WG=-mgh.
3.重力做功的特点可推广到任一恒力做功,即恒力做功的特点是:与具体路径无关,即恒
力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积,跟初、末位置有关.
二、重力势能
例题 2. 如图所示,水平桌面距地面的高度为 0.8 m,一物体(可看成质点)质量为 2 kg,放在
桌面上方 0.4 m 的支架上,则:(g取10 m/s2)
(1)以桌面为参考平面,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到地面过程中重
力势能的减少量;
(2)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地面过程中重
力势能的减少量;
(3)比较以上计算结果,说明什么问题?
解题归纳:
1.重力势能与重力势能的变化量
(1)重力势能 Ep=mgh 具有相对性,与参考平面的选取有关,其中 h是相对参考平面的高度.
当物体在参考平面下方 h处时,重力势能 Ep=-mgh.
(2)重力势能是标量,但有正负,正负表示重力势能的大小.
(3)重力势能的变化 ΔEp与参考平面的选取无关,它的变化是绝对的.
2.重力做功与重力势能变化的关系
WG=Ep1-Ep2=-ΔEp
(1)当物体由高处运动到低处时,重力做正功,重力势能减少,重力势能的减少量等于重力
所做的功.
(2)当物体由低处运动到高处时,重力做负功(物体克服重力做功),重力势能增加,重力势
能的增加量等于物体克服重力所做的功.
1. 如图所示,一物体从 A点出发,分别沿粗糙斜面 AB 和光滑斜面 AC 下滑及斜向上抛出,
运动后到达同一水平面上的 B、C、D三点。关于重力的做功情况,下列说法正确的是(
)
A.沿 AB 面滑下时,重力做功最多
B.沿 AC 面滑下时,重力做功最多
C.沿 AD 抛物线运动时,重力做功最多
D.三种情况下运动时,重力做的功相等
2. 如图所示,甲为一长度为 L的均匀链条,总质量为 2m,一半放在水平桌面上,一半竖直
下垂,乙为两个质量均为 m的小球,一个放在水平桌面上,一个竖直下垂,中间用不计质
量的长度为 L的细绳相连,水平部分和竖直部分长度相等,初始时令两装置保持静止,现
自由释放两装置,使得两个装置都刚好离开水平桌面,已知重力加速度为 g,水平桌面光
滑,则下列说法正确的是( )
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