第2节 势能的改变
1．定义
物体处于一定的高度而具有的能． 2．表达式
E p ＝mgh ，其中h 表示物体的高度，E p 的单位是焦耳，符号J. 3．标矢性
重力势能是标量，只有大小，没有方向．
如图2-2-2所示，桌面距地面h 1，一物体质量为m ，静止在距桌面h 2处．
图2-2-2
探讨1：以地面为参考平面，物体具有的势能是多少？物体由静止下落到地面的过程中，重力势能减少了多少？
探讨2：以桌面为参考平面，物体具有的势能是多少？物体由静止下落到地面的过程中，重力势能减少了多少？
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1．重力势能的性质
(1)重力势能的相对性
重力势能具有相对性，即重力势能的大小与零势能面的选取有关．
(2)重力势能变化量的绝对性
当一个物体由一个位置运动到另一个位置时，重力势能之差是一定的，与参考平面的选取无关．实际问题中我们更关注的是重力势能的变化量．
(3)重力势能的系统性
所谓物体的重力势能，实际上是地球和物体组成的系统所共有的，并非物体单独所有，通常所说的物体具有多少重力势能，实际上是一种简略的说法而已．2．重力势能的正负
(1)重力势能是标量但有正负值，其正、负表示物体重力势能相对于参考平面上所具有的重力势能的大小．
①正值表示：物体位于参考平面以上，其重力势能E p>0.
②负值表示：物体位于参考平面以下，其重力势能E p<0.
例如E p1＝100 J，E p2＝－100 J，则E p1>E p2.
(2)重力势能的值和参考平面的选取有关，如图2-2-3所示．
图2-2-3
1．质量为3 kg的物体放在高4 m的平台上，g取10 m/s2.
求：(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？
(2)物体相对于地面的重力势能是多少？
(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？
1．在求解重力势能时，零势能参考平面的选取是任意的，通常情况下，常选取地面作为零势能参考平面．
2．不管选取哪个平面作为零势能参考平面，重力势能的变化总是不变的，是绝对的．
1．重力做功的特点
重力做功与路径无关，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，两者的大小相等，并且与是否存在其他作用力及其他力是否做功无关．
2．两者间的关系
(1)物体的重力做多少功，物体的重力势能就减少多少；物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少．
(2)关系式：W G＝E p1－E p2＝－ΔE p.
高山滑雪，起源于阿尔卑斯山地域，又称“阿尔卑斯滑雪”或“山地滑雪”．如图2-2-6所示，某滑雪爱好者由高处沿雪坡匀速疾驰而下．试问：
图2-2-6
探讨1：下滑过程中，重力做什么功？重力势能怎么变化？重力的功与重力势能变化有何关系？
【提示】重力做正功．重力势能减少．重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重功势能增加．
探讨2：下滑过程中，人的动能变化吗？表明合力做什么功？合力的功与动能变化有何关系？
【提示】动能增加．合力做正功．W
合
＝ΔE k.
1．重力做功
(1)特点：重力对物体所做的功只与物体的初末位置有关，与物体的运动路径无关，与物体是否受其他力无关，与物体的运动状态无关．
(2)公式：W＝mg(h1－h2)，(h1－h2)表示高度差．
2．重力势能的变化与重力做功的关系
重力势能的变化过程也是重力做功的过程，二者关系为W G＝E p1－E p2＝mgh1－mgh2.
(1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即W G＞0，
E p1＞E p2.物体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，即W G＜0，E p1＜E p2，物体重力势能的增加量等于克服重力所做的功．2．将一个物体由A移至B，重力做功()
A．与运动过程中是否存在阻力有关
B．与物体沿直线或曲线运动有关
C．与物体是做加速、减速或匀速运动有关
D．与物体初、末位置高度差有关
3．如图2-2-7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h
4的D点时，速度为零，在这个过程
中，重力做功为()
图2-2-7
A.mgh
4 B.3mgh 4 C ．mgh
D ．0
4.如图2-2-8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( )
图2-2-8
A ．mgh ，减小mg (H －h )
B ．mgh ，增加mg (H ＋h )
C ．－mgh ，增加mg (H －h )
D ．－mgh ，减少mg (H ＋h )
重力势能的求解方法
1．定义法：选取参考平面，确定物体相对参考平面的高度h ，代入E p ＝mgh 求解重力势能．
2．W G 和E p 关系法：由W G ＝E p1－E p2知E p2＝E p1－W G 或E p1＝W G ＋E p2 3．变化量法：重力势能的变化量ΔE p ＝E p2－E p1，故E p2＝E p1＋ΔE p 或E p1＝E p2－ΔE p .
5、一根长2m ，重力为200N 的均匀木杆放在水平地面上，现将它的一端从地面抬高
6、如图所示，在水平地面上平铺n 块砖，每块砖的质量为m ，厚度为h ，如将砖一块一块地叠放 起来，至少需要做多少功？
7、质量为m的均匀链条长为L,开始放在光滑的水平桌面上,有1/4的长度悬在桌边缘,松手后链条滑离桌面,问,从开始到链条刚好滑离桌面过程中重力势能变化了多少?
8、面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块,木块连长为a,密度为水密度的一半,质量为m,开始时,木块静止,有一半没入水中,现用F将木块缓慢地下压到池底,不计水对木块的摩擦.求:水的机械能增加了多少?
9、一条长为L、质量为m的匀质轻绳平放在水平地面上，在缓慢提起全绳的过程中，设提起前半段绳人做的功为W 1 ，提起后半段绳人做的功为W 2 ，则W 1 ∶W 2 等于（）A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4
10、物体做自由落体运动，其相对于地面的重力势能与下落速度的关系如图7－4－12所示，其中正确的是( )
11、如图所示为一上细下粗的容器,上部横截面积为S，下部横截面积为2S，内有密度为ρ的液体，容器的底部有高为h的气泡，当气泡上升，从细部升出液面时（液面仍在细部），重力所做的功为___________．
1．定义
物体因发生弹性形变而具有的能．
2．影响弹性势能的因素
一个物体弹性势能的大小，取决于弹性形变的大小．
3．弹力做功与弹性势能的改变
物体弹性势能的改变总是与弹力做功相对应，即弹力对外做了多少功，弹性势能就减少多少，克服弹力做了多少功，弹性势能就增加多少．
如图2-2-10所示，小明玩蹦蹦杆，不停地向上跳起和下落．
图2-2-10
探讨1：小明下落时将弹簧压缩，弹力做什么功？弹性势能怎样变化？
【提示】做负功．弹性势能增加．
探讨2：小明向上弹起，弹力做什么功？弹性势能怎样变化？弹簧弹力做功与弹性势能有何关系？
【提示】做正功．弹性势能减少．弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加．
1．弹簧弹性势能大小的影响因素
(1)弹簧的劲度系数．
(2)弹簧的形变量．
2．弹力做功与弹性势能变化的关系
(1)弹力做功和重力做功一样也和路径无关，弹力对其他物体做了多少功，弹性势能就减少多少．克服弹力做多少功，弹性势能就增加多少．
(2)弹性势能的变化只与弹力做功有关，弹力做负功，弹性势能增大，反之则减小．弹性势能的变化量总等于弹力做功的相反数．
(3)弹性势能的增加量与减少量由弹力做功多少来量度．
7．一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，如图2-2-11所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，则()
图2-2-11
A．h愈大，弹簧在A点的压缩量愈大
B．弹簧在A点的压缩量与h无关
C．h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大
D．小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大
8.如图2-2-12所示，将一木球靠在轻质弹簧上，压缩后松手，弹簧将木球弹出．已知弹出过程弹簧做了40 J的功，周围阻力做了－10 J的功，此过程()
图2-2-12
A．弹簧弹性势能减小10 J
B．弹簧弹性势能增加40 J
C．木球动能减小10 J
D．木球动能增加30 J
9、如图所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x。关于拉力F随伸长量x的变化图线，下图中正确的是（）
10、自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩弹簧有最大形变的过程中，以下说法中正确的是（）
A．小球的动能先增大后减少，但机械能保持不变
B．弹簧弹性势能逐渐增加，小球的机械能逐渐减小
C．小球的动能逐渐减少，弹簧弹性势能逐渐增加
D．小球的加速度逐渐增大，速度逐渐渐小
11、在光滑的水平面上，物体A以较大速度va向前运动，与以较小速度vb向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B发生相互作用，如图所示．在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时
A．va＞vb
B．va＝vb
C．va＜vb
D．无法确定
补充：
1、(多选)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图6所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将小车通过一个定滑轮与砂桶相连，用拉力传感器记录小车受到的拉力的大小．在滑板边缘上的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B两点时的速度大小．实验过程中不必要的是()
图6
A．平衡摩擦力
B．测量A、B两速度传感器间的距离L
C．测量砂及砂桶的总质量
D．砂及砂桶的总质量远小于拉力传感器和小车的总质量
2、某实验小组的同学采用如图7甲所示的装置(实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面)用打点计时器得到一条纸带后，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合力对小车所做的功与速度变化的关系．图7乙是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带上的三个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图7乙所示．已知所用交变电源的频率为50 Hz，则：
甲
乙 图7
(1)打B 点时，小车的瞬时速度v B ＝________m/s.(结果保留两位有效数字) (2)实验中，该小组的同学画出小车位移l 与速度v 的关系图象如图8所示．根据该图线形状，某同学对W 与v 的关系作出的猜想，肯定不正确的是______．(填写选项字母代号)
图8
A ．W ∝v 2
B ．W ∝v
C ．W ∝1v
D ．W ∝v 3
(3)本实验中，若钩码下落高度为h 1时合力对小车所做的功为W 0，则当钩码下落h 2时，合力对小车所做的功为________．(用h 1、h 2、W 0表示)
4.1重力势能、重力做功与重力势能变化的关系 ★学习目标： 1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算； 2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关； 3、知道重力势能的相对性，知道零势能面； ★学习重点: 1. 重力势能 2. 重力势能的变化和重力做功的关系 ★学习难点: 重力势能的变化和重力做功的关系 ★课前预习 1、重力势能 （1）定义：由于物体被举高而具有的能量。 （2）计算式：Ep= 即物体的重力势能E p等于物体的和它的的乘积 （3）重力势能是标量，是状态量， 单位：符号： （4）对Ep＝mgh的理解： a. 重力势能具有相对性，是相对于选取的参考面而言的。因此在计算重力势能时，应该明确选取零势能面。(通常以水平地面为参考平面) b. 式中h应为物体的距零势能面的高度。 c. 重力势能可正可负Ep>0，说明物体在零势能面， Ep＜0，说明物体在零势能面。 2﹑重力势能的变化ΔE P ΔE P = E P2 －E P1 注：重力势能的变化量与参考平面的选取（有关或无关）3、重力做功与重力势能的变化 （1）定量关系式为： a.下落时，重力做正功，重力势能，重力势能减少的数量等于重 力所做的功 b.向上时, 重力做负功（克服重力做功），重力势能，重力势能 增加的数量等于克服重力所做的功 (2)功能关系 即重力对物体所做的功等于物体重力势能的增量的。 4、重力做功的特点 小结：重力做的功只跟它的起点和终点位置的高度差有关，而跟物体运动的路径与物体的运动状态
★ 课堂讲练： 1、什么是重力势能？重力势能的大小与什么因素有关？ 2、有一个质量为10kg 的物体放在三楼顶，每层楼高为3m ，则你能计算出该物体的重力势能为多大吗？为什么？ 3、若物体处于零势能面处则物体具有的重力势能Ep ＝ 4、质量0.5kg 的小球，从桌面以上H=0.8m 的A 点落到地面的B 点，桌面高h=1.2m ．请按要求填写下表．(g=10m/s 2) 总结：(1) (2 ) 1、重力做功的特点 当物体向下运动时(1→2)，重力做的功为 当物体向上运动时(2→1)，重力做的功为 ； 可见：当物体向下运动时，重力做 功； 当物体向上运动时，重力做 功（物体克服重力做功）。 2、重力势能的变化
高中物理第2章第2节势能的改变课下作业综合提升鲁科版 必修2 1．下列说法中，不正确的是( ) A．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值 B．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛，落到地面上时，物体的重力势能的变化是相同的 C．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同 D．位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能参考平面以上的物体的重力势能 解析：重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，零势能参考平面不同，同一物体在某一位置的重力势能也会不同，故不能说地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值，选项A错误。 某一物体(设质量为m)从同一高度h处抛出落到地面时，物体重力势能的变化ΔE p＝E p2－E p1＝0－mgh＝－mgh，仅与m、h有关，与做什么样的运动无关，所以选项B正确。 重力势能ΔE p＝mgh∝mh，所以当质量分别为m1、m2的两个物体在不同高度h1和h2处，若m1h1＝m2h2，则它们具有的重力势能相同，选项C正确。 物体在零势能参考平面上时重力势能为零，物体位于零势能参考平面以下时其重力势能小于零，物体位于零势能参考平面以上时重力势能大于零，所以选项D正确。 答案：A 2.如图1所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A 点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则( ) A．沿轨道1滑下重力做功多 B．沿轨道2滑下重力做功多 C．沿轨道3滑下重力做功多图1 D．沿三条轨道滑下重力做功一样多 解析：重力做功的大小仅取决于物体的初、末位置，跟物体运动的路径以及物体是否受其他力作用都无关，所以选项D正确。 答案：D 3．如图2所示的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是( )
势能及其改变 【教学目标】 一、知识与技能 1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。 2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。 3．知道重力势能的相对性。 4．了解弹性势能。 二、过程与方法 1．根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式。 2．学会从功和能的关系上解释和分析物理形象。 三、情感、态度与价值观 1．通过小组合作学习让每个同学体会到责任和义务以及尊重，学会同学间相互取长补短，感受合作学习的快乐。 2．通过对新知识的研究，体会物理规律与生活的联系，激发探索未知世界的乐趣。 3．渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。 【教学重点】 重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。 【教学难点】 重力势能的系统性和相对性。 【教学过程】 一、复习提问、新课导入 教师提出问题：运动的物体具有能量，被举高的物体有没有能量？ 多媒体投影水电站图片，提出问题：大家都知道水力发电站是用水来发电的，为什么要修那么高的大坝？水是利用了什么能来发电的？ 多媒体投影打桩机的图片，提出问题：打桩机中被举高的重锤是否具有能量呢？如果有，那么它的能量是从哪里来的？ 学生观看幻灯片听老师讲述并进行思考。 为了能理解以上问题这节课我们就来学习新的内容——势能及其改变。 二、新课教学 （一）重力势能
教师请同学们分析、讨论以上提出的问题进而引导学生归纳出重力势能的定义。 定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能。 教师提出问题：物体重力势能的大小可能与哪些因素有关？请同学们猜想。 演示实验【提供实验器材：铁球（大小、质量均不同的两个）、透明玻璃容器、沙子】 在一个透明的玻璃容器内装上沙子。 实验一：将不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。 实验二：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。 学生回答观察的现象：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。 学生观察实验，回答现象：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。 教师归纳上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大。 教师提出问题：那么，怎样来定量表示重力势能呢？ 实验演示及解答问题：投影片出示问题：让质量为m的小球从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点，重力所做的功为多少？ 学生思考分析回答问题 学生求解得到： 重力所做的功为：W G＝mg?h=mg（h1-h2） 教师安排学生研究上式的物理意义：重力所做的功等于mgh这个量的变化，所以在物理学中就用mgh这个式子来表示物体的重力势能。 板书：重力势能公式：E P＝mgh E P→物体的重力势能。单位：焦（J） m→物体的质量。单位：千克（kg） g→重力加速度。单位：（米每二次方秒）s2/ｍ h→物体的高度。单位：米（ｍ） 学生动手推导重力势能单位 ∵1kg?m/s2?m＝1N?m＝1J ∴重力势能的单位是焦耳。 教师多媒体投影问题：一个质量为10kg的物体，把它放置在一张高1m的桌面上，则此物体的重力势能是多少呢？（取g=10m/s2）
第4讲 重力势能、弹性势能和动能定理 知识要点: 1..掌握重力做功与重力势能改变量之间的关系 2.掌握弹力做功与弹性势能改变量之间的关系 3.掌握动能定理及其应用 1．质量m =200kg 的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s 末汽车的速度恰好达到最大.则下列说法正确的是( ) A ．汽车受到的阻力200N B ．汽车的最大牵引力为700N C ．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m D ．8s~18s 过程中汽车牵引力做的功为7×104 J 【答案】D 根据机车保持恒定的加速度启动，先做匀加速直线运动，当功率增大到最大功率后做变加速直线运动，最后牵引力减小到等于阻力时做匀速直线运动. A 、机车匀速时有 ，可得 ；故A 错误. B 、对启动的过程分析可知，最初的匀加速阶段时的牵引力最大，而由v-t 图象可知 ，故最大牵 引力为 ；B 错误. C 、汽车在做变加速运动过程的时间 ，速度从8m/s 增大为10m/s ，此过程牵引力的功率保持不 变，由动能定理 ，解得： ；故C 错误. D 、8s~18s 牵引力的功率保持不变，则牵引力的功为 ，故D 正确. 2．细绳拴一个质量为m 的小球将固定在墙上的轻质弹簧压缩，小球与弹簧不粘 连。距地面的高度为h ，如图所示。现将细线烧断，不计空气阻力，则 A ．小球的加速度始终为g B ．弹簧的弹力对小球做负功 C ．小球离开弹簧后在空中做平抛运动 D ．小球落地前瞬间的动能一定大于mgh 【答案】D 【解析】在绳子烧断之后小球受到弹簧的弹力和重力作用，合力斜向下，合力大于重力，所以烧断瞬间加速度大于g ，故选项A 错误；离开弹簧之后，小球只受到重力的作用，机械能守恒，故B 错误；小球离开弹簧时其速度方向沿合力方向，不是水平方向，所以小球离开弹簧之后尽管只受到重力作用，但是不做平抛运动，
势能的改变 教案 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算. 2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关. 3、知道重力势能的相对性. （二）过程与方法 用所学功的概念推导重力作功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程 （三）情感、态度与价值观 渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣． ★教学重点 重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。 ★教学难点 重力势能的系统性和相对性。 ★教学方法 实验观察法、分析归纳法、讲练法。 ★教学工具 铁球(大小、质量均不同)两个、透明玻璃容器、沙子、投影片。 ★教学过程 （一）引入新课 教师活动：放录像：打桩机的重锤从高处落下，把水泥桩打进地里。 从录像中，同学们想到了什么？ 学生活动：观看录像，思考问题。 重锤把水泥桩打进地里，说明重锤对水泥桩做了功。据功和能的关系，既然 重锤可以对水泥桩做功，表明重锤具有能。 总结点评：实际上重锤在下落过程中把重力势能转化为动能，再对水泥桩做功，把其打 入地里。 导入：在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。那么重力势能 的大小与什么有关，又如何定量表示呢？本节课我们就来学习这个问题。 （二）进行新课 1、重力的功 教师活动：投影教材上的图5.4－1，图5.4－2，图5.4－3，引导学生阅读教材11页 “重力作功”部分。一边阅读，一边在练习本上把推导过程写出来。 通过推导重力在这几种不同情况下做的功，可以得出什么结论？ 学生活动：阅读教材，推导三种情况下重力做的功。选出代表发表自己的见解。 点评：通过学生亲手实践，培养学生探求知识的欲望和分析问题解决问题的能力。 教师活动：听取学生汇报，总结点评。 学生活动：认真思考，分组讨论，选出代表回答。 教师活动：倾听学生回答，点评。 结论：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和重点的位置有关，而跟 物体运动的路径无关。21mgh mgh W G -=。可见，物体的重力mg 与它所
2019-2020学年高中物理基础知识篇第二章第二节势能的改变同步练测鲁 科版必修2 建议用时实际用时满分实际得分 45分钟100分 一、选择题（本题包括9小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共45分） １.下面关于重力做功及重力势能的说法中，正确的 是（） Ａ.两物体、，的高度是的2倍，那么的重力势能也是的２倍 Ｂ.如果考虑空气阻力，从某一高度释放一物体到达地面，物体重力势能的减少要比无阻 力自由下落时重力势能减少得少 Ｃ.重力做功的多少，与参考平面的选取无关Ｄ.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但这并不影响研究有关重力势能 的问题 ２.如图１所示，桌面高为，质量为的小球从离桌面处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面处为参考平面，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（） . 3. 下列关于重力势能的说法正确的是（） .重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的 .重力势能的大小是相对的 .重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 .在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 4. 沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜 面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是（） .沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多 .沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多 .沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多 .不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同 5. 关于弹性势能，下列说法中不正确的是（） .发生弹性形变的物体都具有弹性势能 .只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能 .弹性势能可以与其他形式的能相互转化 .弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳 6. 下列说法正确的是（） .弹性势能的大小与弹簧的长度成正比 .弹性势能的大小与弹簧的形变量有关，还与弹簧本身有关 .弹性势能的大小与弹簧的劲度系数无关 .外力对弹簧做了多少功，弹性势能就增加多少；反之，弹簧对外做了多少功，弹性势能 就能减少多少 7. 运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过 程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是（） .阻力对系统始终做负功 .系统受到的合外力始终向下 .重力做功使系统的重力势能增加 .任意相等的时间内重力做的功相等 8. 大型拱桥的拱高为，弧长为，如图2所示，质量 为的汽车在以不变的速率由点运动到点的过 程中，以下说法中正确的是（） .由到的过程中，汽车的重力势能不变，重力始终不做功 .由到的过程中，汽车的重力势能的变化量为零，重力的总功等于零 .汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为零，重力先做正功，后做负功，总功为零 .汽车的重力势能先增大后减小，上坡时重力做负功，下坡时重力做正功，总功为零 图1 图2
《势能的改变》教学案例设计 温州中学韩叙虹 【教材分析】 “势能的改变”是下节“能量守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从功能关系、能量转化的角度分析，解开学生的困惑，为下节讲机械能守恒定律做好准备。 【学生分析】 1．高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。 2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习重力势能。 3．学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。【教学目标】 ㈠知识与技能 1．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。 2．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。 3．理解重力功是物体重力势能变化的量度。 ㈡过程与方法 1．经历发散思维和理论探究归纳能力 2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法 ㈢情感态度与价值观 1．渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。 2．预防高空坠物的社会公德教育，增强民族自豪感和荣誉观念。 3．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。 【重点难点】 重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。 难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。 【设计思想】 本节课的教学方法采用：理论探究法、实验法、讲授法、归纳法。 通过惊心动魄的雪崩视频引入新课，激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系，让学生通过演示实验，来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究；通过设计物理过程体会“理论探究法”定量研究。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，从而突破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转化的量度。
《重力势能》教案
学[知识目标] 1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算. 2.理解重力势能的变化和重力做功的关系。 3.知道重力势能的相对性. [能力目标] 1、通过回忆前面的知识，为新的学习打下基础； 2、结合已有工具，配合教师的引导，让学生自己推导关系，发现新的学 习； 3、过程中配合练习，加深学生对公式、结论的理解和应用，同时发现新 的知识 4.学会从功和能的关系上解释物理现象。 [情感目标] 1.渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣． 2.渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险
2、重力势能大小 演示实验【提供实验器材：大小和质量不同的两个钢珠、 装有沙子的水槽、刻度尺】 请小组起来展示自己的设计思想、实验过程、的出的结论。 实验一：将同一个钢珠从不同的高度释放，观察钢 珠在沙子中下陷的深度。 实验二：用大小不同的两个钢珠从同高一度释放，观察钢珠在沙子中下陷的深度。 学生回答观察的现象：钢珠的释放高度越大，钢珠在沙 子中下陷的深度越大。钢珠的质量越大，钢珠在沙子中 下陷的深度越大。 引导学生归纳上述演示，我们可以定性得到：重力势 能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大， 高度越高，重力势能就越大。 物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势 能. （板书）：重力势能公式：E Ｐ＝mgh 3. 重力势能的单位：焦耳。 4. 单位符号：J 5. 重力势能是标量。 探究二：重力做功的特点？ 根据功的计算公式分别计算甲、乙、丙三种情况中小球由A 运 动到B 过程中重力所做的功。 学生回答观察的现象：钢珠的释放高度越大，钢珠在沙子中下陷的深度越大。质量大的钢珠在沙子中下陷的深度越大 动手计算，让两个同学上讲台把答案展示出来 认并 1 甲 A A B B 乙 h 1 h 2 h
2019-2020年鲁科版物理必修2第2节势能的改变课后练习第四十七篇 第1题【单选题】 轻质弹簧竖直放置在地面上，自由长度在A点，现从A端静止放一可看成质点的物体M，M压缩弹簧下落到的最低点是C，最后静止在位置B点，整个过程中弹簧均处于弹性限度内，M运动过程总在竖直一条线上，不计空气阻力影响，则( ) A、M从A到B是匀加速直线运动，在C点时受弹簧弹力大小为2Mg B、M从A点下落到停在B点的过程中，M的机械能守恒 C、M从A到C的过程中，在B点时M动能最大，在C点时弹簧的弹性势能最大 D、M从B到C的过程中，重力做功大于M克服弹簧弹力做功 【答案】： 【解析】： 第2题【单选题】 如图所示，桌面离地高度为h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落．若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为( )
A、mgh，mg（H﹣h） B、mgh，mg（H+h） C、﹣mgh，mg（H﹣h） D、﹣mgh，mg（H+h） 【答案】： 【解析】： 第3题【单选题】 如图轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x，在下落过程中小球受到的空气阻力恒为f，则弹簧在压缩到最短时具有的弹性势能为( ) A、（mg﹣f）（H﹣L+x） B、mg（H﹣L+x）﹣f（H﹣L） C、mgH﹣f（H﹣L） D、mg（L﹣x）+f（H﹣L+x） 【答案】：
【解析】： 第4题【单选题】 物体做自由落体运动，以下有关其相对于地面的重力势能与下落速度的关系图，正确的是( ) A、 B、 C、 D、 【答案】： 【解析】：
动能和势能1 一、选择题(每题分，计分) 1.自行车是我们熟悉的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它涉及不少有关力学的知识.以下各项内容中叙述正确的是 ········································································ ( ) A. 车铃中装有弹簧，使用时利用了弹簧的弹性势能来复位 B. 车轴里的滚珠利用了滚动代替滑动，从而减小了摩擦 C. 坐垫呈马鞍型，它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受的压强 D. 车的把手上有凹槽、脚踏板凹凸不平，是通过改变接触面粗糙程度来增大摩擦 2.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小红同学让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，如图所示。该实验是通过观察木块移动的距离来说明铁球对木块做功的多少。下列实验与此实验方法相同的是【】 ······································· ( ) A. 用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的 B. 建立牛顿第一定律用“伽利略斜面小车实验”进行研究 C. 用不同的电阻和相同的电源研究电流和电阻的关系 D. 研究光的直线传播时引入“光线” 3.如图所示是火箭发射升空时的情景，以下说法正确的是: ···································· ( ) A. 火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大 B. 火箭升空利用了力的作用是相互的 C. 火箭升空时受到平衡力的作用 D. 火箭升空时受到惯性力的作用 4.喷洒农药的飞机在喷洒农药的过程中，在空中某一高度匀速飞行，则飞机在此过程中( ) A. 动能保持不变 B. 重力势能保持不变 C. 机械能保持不变 D. 机械能逐渐减小 5.下列物理现象解释正确的是 ········································································· ( ) A. 硬币越过“栏杆”是因为空气流速越快压强越大 B. 铁锁下降时动能转化为重力势能
重力势能改变高二物理教案 重力势能改变高二物理教案 在教学工作者开展教学活动前，总归要编写教案，教案是教学活动的总的组织纲领和行动方案。那要怎么写好教案呢？以下是小编帮大家整理的重力势能改变高二物理教案，欢迎大家分享。 【教材分析】 《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中的二级主题“机械能与能源”的内容标准中涉及本节内容的条目是：“理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系”，该条目要求学生理解什么是重力势能，并能从功是能量转化的量度出发，理解重力势能的变化与重力做功之间的关系，同时在高中物理学习中，学生可能遇到的势能有：重力势能、电势能、分子势能，重力势能的学习对以后相关概念的学习至关重要。 “势能的改变”是下节“能量守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的’变化以及与重力做功的关系，为下节讲机械能守恒定律做好准备。 【学生分析】 1.高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。 2.学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习重力势能。 3.学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，通过弹性力做功来判断弹性势能的变化。 【教学目标】 ㈠知识与技能 1.理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。 2.理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。
3.理解重力做功是物体重力势能变化的量度。 4.知道弹性势能的初步概念。 ㈡过程与方法 1.经历发散思维和理论探究归纳能力，培养逻辑思维的能力。 2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法 ㈢情感态度与价值观 1.渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。 2.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。 【重点难点】 重点：重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。 难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性、及wG=Ep1-Ep2关系的得出及应用 【设计思想】 本节课的教学方法采用：理论探究法、实验法、讲授法、归纳法。 通过的雪崩及水库等图片引入新课，激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系，让学生通过演示实验，来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究;通过设计物理过程体会“理论探究法”定量研究。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，从而突破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转化的量度。 【教学流程】 1、开始，播放图片，创设物理问题情境。 导出概念：重力势能Ep。时间5分钟。 2、教师引导，提出问题：Ep大小与什么因素有关。 师生交流互动，猜测，建立假设。 实验定性检验，得出结论Ep与mg及h有关。时间5分钟。 3、教师引导创设物理情景，学生思考,并从理论上定量推导Ep与mg及h的关系。时间5分钟。
第三节动能和重力势能 【自主学习部分】 一、功与能 1、功（W） （1）前面我们学习了功，主要是机械做功。 ①功的定义是_________________________________； ②做功的两个要素是_____________、________________________________； ③功的计算式_______________，单位___________。 （2）其他形式的做功及做功的效果 做功的效果就是能量的转化，例如，冬天手冷，双手互搓动取暖，此时通过双手间摩擦力做功把人体内储存的能量转化为内能（热能）。家里的用电器通过电流做功把电能转化为其他形式的能（光能、机械能等） 2、能（E） 能对我们来说并不陌生，我们身边有很多熟悉的能，例如太阳能、_________、________等，以及今天将学习的动能和重力势能。 3、功与能的关系 （1）功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J），两者单位一样。但这是两个物理概念，不能混为一谈。能是一个状态量，例如这杯水在10℃时含有的内能是多少J；功是一个过程量，做功总是要经过一个过程的，例如一个力做机械功，要经过一个过程。 （2）功是能量变化 ．．．．的量度。 功和能之间有一定关系的，功是能量变化的量度，例如，一个物体动能增加了，必定有施力物体对该物体做正功，施力物体的能量转化为该物体的动能。撤去力以后，物体在摩擦力的作用下慢慢停下，这个过程中，摩擦力对物体做负功，物体的动能转化为内能（热量散发到空气中） 二、动能 1、关于动能，我们在初中就接触过，首先请举一些动能的例子；动能的大小与哪些因素有关？ 2、理论推导动能大小的计算式 从初中的学习我们已经知道，动能大小与质量和速度有关，那么究竟有怎样的定量关系呢？我们模拟一情景，从已经学过的功的理论推导。 （1）情景：一颗质量为m、静止在枪膛中的子弹，扣动扳机后，子弹从枪口射出，它从射出枪口时的动能是多大呢？试讨论下列问题： ①子弹从枪膛里射出的过程中，什么力在对子弹做功？ ②子弹的动能是从哪里转化而来的？ （2）理论推导 ①火药气体对子弹做的功为W=FS，这个做功过程把火药爆炸产生的能量转化为子弹的
最新-重力势能改变高二物理教案 重力势能改变高二物理教案 在教学工作者开展教学活动前，总归要编写教案，教案是教学活动的总的组织纲领和行动方案。那要怎么写好教案呢？以下是本人帮大家整理的重力势能改变高二物理教案，欢迎大家分享。 【教材分析】 《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中的二级主题“机械能与能源”的内容标准中涉及本节内容的条目是：“理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系”，该条目要求学生理解什么是重力势能，并能从功是能量转化的量度出发，理解重力势能的变化与重力做功之间的关系，同时在高中物理学习中，学生可能遇到的势能有：重力势能、电势能、分子势能，重力势能的学习对以后相关概念的学习至关重要。 “势能的改变”是下节“能量守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的’变化以及与重力做功的关系，为下节讲机械能守恒定律做好准备。 【学生分析】 1.高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。 2.学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习重力势能。 3.学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，通过弹性力做功来判断弹性势能的变化。 【教学目标】 ㈠知识与技能 1.理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。 2.理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，
知道重力做功与运动路径无关。 3.理解重力做功是物体重力势能变化的量度。 4.知道弹性势能的初步概念。 ㈡过程与方法 1.经历发散思维和理论探究归纳能力，培养逻辑思维的能力。 2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法 ㈢情感态度与价值观 1.渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。 2.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。 【重点难点】 重点：重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。 难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性、及wG=Ep1-Ep2关系的得出及应用 【设计思想】 本节课的教学方法采用：理论探究法、实验法、讲授法、归纳法。 通过的雪崩及水库等图片引入新课，激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系，让学生通过演示实验，来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究;通过设计物理过程体会“理论探究法”定量研究。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，从而突破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转化的量度。 【教学流程】 1、开始，播放图片，创设物理问题情境。 导出概念：重力势能Ep。时间5分钟。 2、教师引导，提出问题：Ep大小与什么因素有关。 师生交流互动，猜测，建立假设。 实验定性检验，得出结论Ep与mg及h有关。时间5分钟。 3、教师引导创设物理情景，学生思考,并从理论上定量推导Ep与mg及h的关
必修二第二章第2节势能的改变 编制时间：2018年3月18日编写人：审核： 班级：座号：姓名：总分：1．2013年12月2日，“嫦娥三号”探测器顺利发射升空，在探测器上升过 程中，其重力做功和重力势能变化的情况为（） A．重力做正功，重力势能减小 B．重力做正功，重力势能增加 C．重力做负功，重力势能减小 D．重力做负功，重力势能增加 2．如图所示，小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾，尽情嬉耍．在小朋友接触床面向下运动到最低点的过程中，床面对小朋友的弹力做功及小朋友的运动情况是（） A. 弹力先做负功，再做正功，小朋友的动能一直减小 B. 弹力先做正功，再做负功，小朋友的动能先增大后减小 C. 弹力一直做负功，小朋友的动能一直减小 D. 弹力一直做负功，小朋友的动能先增大后减小 3.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) 4.如图所示，某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球 从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，则下列说法正确的是( ) A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程中重力做的功 B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功 C．从A到B重力做功mgH D．从A到B重力做功mg(H＋h) 5．关于重力势能，下列说法中正确的是( ) A．重力势能的大小只由重物本身决定 B．重力势能恒大于零 C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D．重力势能实际是物体和地球所共有的 6、韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1
教学内容：三、动能和势能 【学习目标】 1．理解动能和重力势能，能用实例说明物体的动能和势能； 2．知道弹性势能； 3．通过实例了解能量及其存在的不同形式； 4．能简单描述各种各样的能量和我们生活的关系． 【课前复习】 关于能量的知识，我们在以前的学习过程中接触过．你能回答以下几个问题吗？想一想，你能行的．1．能量的单位是什么？ 2．你能利用已学的知识，举出三个有能量的物理知识点和三个能量转化的过程吗？ 这两个问题对你来说并不难，看你回答得是否正确：能量的单位是焦耳，简称为焦，符号是J，我们在学习过程中接触到声能，例如利用声的能量可以清洗眼镜，还有光能、电能等，能量 转化的过程我们也学过很多，例如，电流通过电热器时，电热器发热，这时电能转化成热能，太阳能电池在应用时，是将太阳能转化成电能，电灯发光时，是电流在做功，将电能转化成光能．现在，你看一看书上“动能和势能”这节内容，将下列填空题完成： 1．物体由于( )而具有的能，叫做动能． 2．( )相同的物体，运动的( )越大，它的动能越( )，( )相同的物体，质量越大，它的动能也就越( )． 3．物体由于( )而具有的能量，叫做重力势能． 4．物体由于( )而具有的能量叫做弹性势能． 5．重力势能大小与物体的质量和被举高的( )有关． 【基础知识精讲】 在前面的学习过程中，我们了解了电能、光能、太阳能、热能、声的能量等，还了解了这些能量的转化过程．本节我们所研究的属于另外一种形式的能量，与前面提到的能量有所不同．下面我们逐一来研究它们的相关知识． 1．动能 在描述物体的状态时，我们说物体或是静止的，或是运动的．运动的物体似乎比静止的物体有“优势”，我们来分析一下． 流动的水会使浮于其上的竹排变得运动，子弹从枪膛射出后，运动速度很快，能将靶面击穿，你开过碰碰车吗？每辆碰碰车周围都围有充气的橡胶圈，当你和别人的碰碰车相撞时，会发现橡胶圈变形，这也是由于它们相撞前有运动速度造成的．那么流水、子弹、运动的碰碰车，或是说运动的物体到底有什么“优势”？ 原来，这些运动的物体都具有能量，我们简单地称之为能． 那么，物体由于运动而具有的能，叫做动能．这就是动能的定义． 一切运动的物体都具有动能．例如，行驶的汽车，抛出的石块，踢出的足球，坠落的陨石等，都具有动能． 2．影响动能大小的因素 这是一个需要用实验来探究的问题，在设计实验之前，我想让你先来猜想一下：动能的大小可能与什么因素有关？ 你的第一个猜想一定是动能大小与运动速度有关吧！除此之外，你还有其他的猜想吗？同样速度行驶的货车和出租车，假设撞在电线杆上，货车将其撞弯的程度要比出租车严重，看来动能的大小与质量的大小似乎也有关系．它们的具体关系是什么，我们用实验来探究吧． 如图14-1所示，铁球A从斜面上滚下，碰到木块B时，会将B撞出一段距离．在同样的斜面上滑下，并使木块在同样的平面上滑动，这样，我们就可以通过木块B移动的距离远近，来判断铁球A的动能大小，很显然，木块B滑出得越远，铁球A的动能就越大． 图14-1 通过实验我们可以得到如下结论：在质量相同时，物体的运动速度越大，它的动能越大．在 物体运动速度相同时，质量越大，它的动能就越大． 3．势能的分类 势能和动能是不同种形式的能量．势能分为两类：重力势能和弹性势能．我们一一来学习． 4．重力势能 滑雪运动员从高处滑下来时具有了动能，是因为缆车将他送到山顶时给他的身体存储了能量；在沙滩上打排球的年轻人跳起下落时，会将沙滩踩出两个深坑，也是因为他腾空跳起时给身体存储了能量；还有从高层建筑上扔下的西瓜皮，会将停在建筑物旁的汽车砸出很深的伤痕，也是因为西瓜皮在建筑物高处时具有了能量． 上述情况中物体所具有的能量叫重力势能，它的定义为：物体由于被举高而具有的能量， 叫重力势能． 处于高处的物体都具有重力势能．这里的“高处”是指对地面有一定的高度，高山上的人、石块都有重力势能，在高空飞行的飞机也具有重力势能．可以说，不论物体是静止的还是运动的，只要它处于高处，就具有重力势能． 5．影响重力势能大小的因素 要研究影响重力势能大小的因素，可以采用与研究影响动能大小因素的类似的方法．那么，你要先猜想一下：影响重力势能大小的因素有哪些呢？然后再用控制变量法分别研究它们与重力势能的具体关系．在实验过程中，是运用高处下落的物体下落后所具有的破坏力来判断它的重力势能的大小．我们先来猜想一下影响因素是什么，我猜是高度和物体的质量，你的猜想是什么？ 根据实验结果我们发现：重力势能大小与质量和高度有关．相同质量的物体，离地面越高，具有的重力势能越大，位于相同高度的物体，质量越大，具有的重力势能越大．6．弹性势能 拉弯的弓能将箭射出去，是因为弓被拉弯时具有了能量，安装在弹簧门上的弹簧变形后能将门弹回去，是因为弹簧变形后也具有了能量，被球拍击扁的网球，也具有能量．
高中物理必修2第2章第2节：势能的变化 一、重力做功问题 例1 在高处的某一点将两个重力相同的小球以相同速率v 0分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是(不计空气阻力)( ) A ．从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等 B ．从抛出到刚着地，重力分别对两球做的功都是正功 C ．从抛出到刚着地，重力对两球的平均功率相等 D ．两球刚着地时，重力的瞬时功率相等 方法总结 1．重力做功的特点，只与初、末位置有关，与路径无关． 2．做功大小只取决于mg 与h ，与运动状态及其受力无关. 二、重力势能及其变化的理解 例2 如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m ，一物体质量为 2 kg ，放在距桌面 0.4 m 的支架上，则(g 取10 m/s 2) (1)以桌面为零势能参考面，计算物体具有的重力势能，并计算撤去桌面及支架后 物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ (2)以地面为零势能参考面，计算物体具有的重力势能，并计算撤去桌面及支架后 物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ (3)比较以上计算结果，说明什么问题？ 方法总结 1．重力势能具有相对性，h 是相对于参考面而言的，故计算重力势能时要先选参考平面． 2．重力势能的改变具有绝对性，它只取决于初、末位置的高度差. 三、重力做功与重力势能的变化关系 例3 起重机以g 4 的加速度，将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升h 高度，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？(空气阻力不计) 方法总结 在应用重力做功和重力势能变化关系解题时应注意： (1)重力做的功等于重力势能的减少量而不是增加量，WG ＝E p1－E p2. (2)重力势能的变化由重力做功多少来量度.
《势能的改变》 【教材分析】 “势能的改变”是下节“能量守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从功能关系、能量转化的角度分析，解开学生的困惑，为下节讲机械能守恒定律做好准备。 【教学目标】 ㈠知识与技能 1．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。 2．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。 3．理解重力功是物体重力势能变化的量度。 4．知道弹性势能的初步概念。 ㈡过程与方法 1．经历发散思维和理论探究归纳能力 2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法 ㈢情感态度与价值观 1．渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。 2．预防高空坠物的社会公德教育，增强民族自豪感和荣誉观念。 3．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。 【重点难点】 重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。 难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。 【设计思想】 本节课的教学方法采用：理论探究法、实验法、讲授法、归纳法。 通过惊心动魄的雪崩视频引入新课，激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系，让学生通过演示实验，来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究；通过设计物理过程体会“理论探究法”定量研究。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，从而突破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转化的量度。 【教学过程】 一、新课引入 作为南方的我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难，我们将其形容为白色的灾难。 为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？是因为它们具有能量。只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。（功是能量变化的量度，能量的变化通过做功来实现） 定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。用E P表示。
龙文教育学科教师辅导讲义讲义编号
1 22 122212221212k k E E mv mv a v v ma Fs W -=-=-== 12k k E E W -= 即合力所做的功，等于物体动能的变化。 （2）动能定理的表述 合外力做的功等于物体动能的变化。（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。表达式为 W=△E k 动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。实际应用时，后一种表述比较好操作。不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功。 3．重力势能 （l ）定义：物体由于被举高而具有的能量． （2）重力势能的表述式 mgh E p = 物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积，重力势能是标量，也是状态量，其单位为J （3）重力做功与重力势能的关系 重力做功只跟物体的运动过程中初、末位置的高度差有关，而与运动的路径无关． 21p p G E E W -= 当物体下落时，重力做正功，重力势能p E 减少，减少的值等于重力所做的功． 当物体上升时，重力做负功，重力势能E 增加，增加的值等于重力所做的功 物体下落 210p p G E E W >> 物体上升 210 p p G E E W << （4）重力势能具有相对性． 定了参考平面，物体重力势能才有确定值．（通常以水平地面为零势能面） 重力势能的变化与参考平面选择无关． 4. 弹性势能 （1）发生弹性形变的物体，在恢复原状时能够对外做功，物体具有能量，这种能量叫弹性势能. （2）弹性势能与形变大小有关 巩固练习 1.