高中物理 第4章 机械能及其守恒定律 第4节 势能学案 粤教版必修第二册-粤教版高中必修第二册物理学案

第四节 势能学习目标：1.[物理观念]知道重力势能和弹性势能。 2.[科学思维]理解重力做功与路径无关的特点，理解重力做功与重力势能变化的关系。 3.[科学思维]理解弹力做功与弹性势能变化的关系。一、重力做功1．重力做功特点只与运动物体运动的起点和终点的位置有关，而与运动物体所经过的路径无关。2．重力势能(1)定义：由物体所受的重力 mg 和所在位置的高度 h 决定的物理量 mgh 称为物体的重力势能。(2)公式：Ep＝mgh。(3)单位：焦耳，符号是 J。(4)特点：重力势能是标量，属于物体和地球组成的系统。3．重力做功与重力势能变化的关系(1)表达式：WG＝Ep1－ E p2。(2)意义：重力做正功时，重力势能减少；重力做负功时，重力势能增加。二、重力势能的相对性1．参考平面重力势能规定为零的某个水平面。2．重力势能的正、负在参考平面上方的物体，重力势能为正值。在参考平面下方的物体，重力势能为负值。3．差值的绝对性选择不同的参考平面，物体重力势能的数值不同，但两个不同位置的重力势能差值，与参考平面的选择无关。三、弹性势能1．定义：发生形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有的能量。2．大小：跟形变的大小有关。对于弹簧来说，拉伸或压缩的长度越大，弹性势能越大，弹性势能还与劲度系数有关；当形变量一定时，劲度系数越大，弹簧弹性势能越大。3．系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体与此时受弹力作用的物体组成的系统共有的。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)重力做了多少正功，物体的重力势能就减少多少。(√)(2)同一物体的重力势能 Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则 Ep1>Ep2。(√)(3)重力势能为零的物体，就没有对外做功的本领。(×)(4)弹簧越长，弹性势能越大。(×)2.(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＞W3B．W1＝W2＝W3C．ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3D．ΔEp1＜ΔEp2＜ΔEp3BC [重力做功与路径无关，取决于物体初、末位置，且与物体受不受其他力无关。重力势能的变化量只取决于重力做的功，因此，三种情况下重力做功相同，重力势能的变化量也相同。]3．一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，如图所示，经几次反弹以后小球最...