专题二重力势能、弹性势能、动能定理教师版汇总VIP免费

高中物理必修2第四章机械能与能源1专题二：重力势能、弹性势能、动能定理一、重力势能和重力势能的变化重力势能的大小取决于物体的重力和相对高度，即EP=mgh，与参考面（零势能面）的选取有关。重力势能是一个标量，但有正负。重力势能为正，表示物体在零势能面的上面；重力势能为负，表示物体在零势能面的下面。重力势能是一个状态量，对应的是一个时刻（或一个位置）。重力势能是物体和地球组成的系统具有的，一般简化为物体的重力势能。重力势能的变化与参考面选取无关，与初末位置有关。重力势能的变化取决于重力做功，与其他力做功无关。重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加。重力势能的变化和重力做功的关系为：WG=-ΔEP。【例题1】如图，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，设桌面为零势能面，则小球开始下落处的重力势能（）A．mghB．mgHC．mg（H+h）D．mg（H-h）【解析】重力势能具有相对性，开始下落处在零势能面上面高H处，故该处的重力势能为mgH。点评：求解物体的重力势能，首先要选择零势能面。若以地面为零势能面，则小球开始下落处在零势能面上面高（H+h）处，故该处的重力势能为mg(H+h)。答案：B【例题2】一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G，A、B两端固定在水平天花板上，如图所示，今在绳的最低点C施加一竖直向下的力将绳绷直，在此过程中，绳索AB的重心位置()A．逐渐升高B．逐渐降低C．先降低后升高D．始终不变【解析】拉力向下拉绳索的过程对绳索做正功，使绳索的重力势能逐渐增加．绳索的重心逐渐升高。答案：A点评：功是能量转化的量度。外力做功仅引起重力势能变化，那么无论是恒力做功还是变力做功，都可用重力势能的变化来度量，外力做正功会引起重力势能增大。二、弹性势能的理解弹性势能是由于物体发生了弹性形变而具有的势能。弹性势能也具有相对性，一般选择弹簧自然长度处为零势能。弹力做功与弹性势能变化的关系，跟重力做功与重力势能变化的关系及其相似。弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功（物体克服弹力做功），弹性势能增加。对于弹簧而言，无论是拉伸还是压缩都会引起弹性势能的变化，以弹簧原长为零势能点，则弹簧发生形变时，弹性势能都为正，且满足：221kxEP。高中物理必修2第四章机械能与能源2【例题1】关于弹性势能，下列说法中正确的是（）A．任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能B．任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变C．物体只要发生形变，就一定具有弹性势能D．弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关【解析】任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变。物体发生的形变若不是弹性形变，就不具有弹性势能。弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧劲度系数的大小有关。答案：AB【例题3】用细绳拴一个质量为m的小球，小球将固定在墙上的轻弹簧水平压缩的距离为x，球离地高h，球与弹簧不粘连，如图所示，将细线烧断后（）A．小球做平抛运动B．小球脱离弹簧后做匀变速运动C．小球的加速度立即为gD．小球落地时动能等于mgh答案：B【例题4】如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与物块拴接，物块放在光滑水平面上。现用外力缓慢拉动物块，若外力所做的功为W，则物块移动了多大的距离？【解析】外力做的功221klEWp。所以，弹簧的伸长量亦即物块移动的距离kWl2。三、动能定理的理解和应用1、动能定理：合外力做的功等于物体动能的变化量，即W合=EK2-EK1。动能定理的计算式为标量式，v为相对一参考系的速度。动能定理的研究对象是单一物体，适用于物体的直线运动；适用于恒力或变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理，可以分段考虑，也可以全过程为一整体来处理。2、动能定理解题的基本思路：（1）选取研究对象，明确运动过程。（2）分析研究对象受力和各力做功情况，求总功。高中物理必修2第四章机械能与能源3（3）明确物体在过程始末状态的动能EK1和EK2。（4）列出动能定理的方程W合=EK2-EK1。3、动能...