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1、41勢能的變化與機械功勢能的變化與機械功核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練4.1課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解什么是重力勢能和彈性勢能理解什么是重力勢能和彈性勢能2掌握重力做功與重力勢能的關(guān)系，掌握彈力做功掌握重力做功與重力勢能的關(guān)系，掌握彈力做功與彈性勢能的關(guān)系與彈性勢能的關(guān)系3理解勢能的相對性理解勢能的相對性重點難點：重點：重力勢能的變化與重力做功的關(guān)重點難點：重點：重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系；重力做功與路徑無關(guān)系；重力做功與路徑無關(guān)難點：重力勢能難點：重力勢能Ep是標(biāo)量，但有正負；重力做功是是標(biāo)量，但有正負；

2、重力做功是重力勢能轉(zhuǎn)化的量度重力勢能轉(zhuǎn)化的量度課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、研究重力做功跟重力勢能變化的關(guān)系一、研究重力做功跟重力勢能變化的關(guān)系1重力勢能的大小重力勢能的大小(1)定義：物體由于被舉高而具有的能量叫做定義：物體由于被舉高而具有的能量叫做_物體的重力勢能等于它所受重物體的重力勢能等于它所受重力和它的高度的乘積力和它的高度的乘積(2)表達式：表達式：_(3)單位：在國際單位制中，重力勢能的單位為單位：在國際單位制中，重力勢能的單位為_，符號為，符號為J.重力勢能重力勢能Epmgh焦耳焦耳2重力做功跟重力勢能的變化重力做功跟重力勢能的變化(1)重力做功與重力勢能的關(guān)系可以寫為重力做功與

3、重力勢能的關(guān)系可以寫為W_，式中，式中W為為_，Ep1為為_，Ep2為為_，Ep為為_(2)當(dāng)重力對物體做正功時，物體的重力勢當(dāng)重力對物體做正功時，物體的重力勢能能_；當(dāng)重力對物體做負功時，物體；當(dāng)重力對物體做負功時，物體的重力勢能的重力勢能_Ep1Ep2Ep重力所做的功重力所做的功物體在初始位置的重力勢能物體在初始位置的重力勢能物體在末位置的重力勢能物體在末位置的重力勢能重力勢能的增量重力勢能的增量減少減少增加增加思考感悟思考感悟12011年年7月由于連續(xù)強降雨，我國四川省多處月由于連續(xù)強降雨，我國四川省多處發(fā)生了大面積的山體滑坡，摧毀了大量的道路、橋發(fā)生了大面積的山體滑坡，摧毀了大量的道路

4、、橋梁和建筑物，給當(dāng)?shù)氐娜嗣裨斐删薮蟮纳拓敭a(chǎn)梁和建筑物，給當(dāng)?shù)氐娜嗣裨斐删薮蟮纳拓敭a(chǎn)損失在平常穩(wěn)重安靜的山哪里來的如此大的能量？損失在平常穩(wěn)重安靜的山哪里來的如此大的能量？提示：提示：由于山體滑波、泥石流產(chǎn)生，巨大的山石從由于山體滑波、泥石流產(chǎn)生，巨大的山石從山上滑落下來而山石的質(zhì)量很大，又處在很高的山上滑落下來而山石的質(zhì)量很大，又處在很高的位置，因此具有很大的勢能，在下滑過程中，因為位置，因此具有很大的勢能，在下滑過程中，因為重力做功，山石會獲得巨大的動能，所以具有非常重力做功，山石會獲得巨大的動能，所以具有非常大的破壞力大的破壞力二、重力做功跟路徑無關(guān)二、重力做功跟路徑無關(guān)1重力對

5、物體做的功只跟物體的重力對物體做的功只跟物體的_和和_的高度有關(guān)，而跟物體經(jīng)過的的高度有關(guān)，而跟物體經(jīng)過的_無關(guān)無關(guān)2重力勢能具有相對性重力勢能具有相對性(1)物體的重力勢能物體的重力勢能Epmgh中的中的h，是相對于某，是相對于某個重力勢能為零的參考面而言的因此，物體的個重力勢能為零的參考面而言的因此，物體的重力勢能也總是相對于某一水平面來說的，這個重力勢能也總是相對于某一水平面來說的，這個水平面叫做參考平面在參考平面，物體的重力水平面叫做參考平面在參考平面，物體的重力勢能為勢能為_初位置初位置末位置末位置路徑路徑零零(2)物體位于參考平面上方時重力勢能為物體位于參考平面上方時重力勢能為_，

6、在其下方時的重力勢能為在其下方時的重力勢能為_(3)選擇哪個水平面作參考平面，可視研究問題的選擇哪個水平面作參考平面，可視研究問題的方便而定方便而定三、引力勢能和彈性勢能三、引力勢能和彈性勢能1定義：物體發(fā)生定義：物體發(fā)生_時具有的勢時具有的勢能叫做彈性勢能能叫做彈性勢能2表達式：對于勁度系數(shù)為表達式：對于勁度系數(shù)為k的彈簧，伸長量或的彈簧，伸長量或壓縮量為壓縮量為x時，彈性勢能為時，彈性勢能為Ep_.正值正值負值負值彈性形變彈性形變思考感悟思考感悟2成吉思汗的成吉思汗的“只識彎弓射大雕只識彎弓射大雕”說明拉滿弦說明拉滿弦的彎弓可以把箭發(fā)射出去；撐桿跳運動員借助的彎弓可以把箭發(fā)射出去；撐桿跳運

7、動員借助手中長桿的彎曲能超越自己的手中長桿的彎曲能超越自己的“理想理想”可見可見“彎弓彎弓”“”“彎曲的長桿彎曲的長桿”中存在一種能量，結(jié)中存在一種能量，結(jié)合生活經(jīng)驗談一談你的認識合生活經(jīng)驗談一談你的認識提示：提示：“彎弓彎弓”“”“彎曲的長桿彎曲的長桿”中存在一種能中存在一種能量：彈性勢能，其大小與形變量有關(guān)量：彈性勢能，其大小與形變量有關(guān)核心要點突破核心要點突破一、對重力勢能的理解一、對重力勢能的理解1對重力勢能的理解對重力勢能的理解(1)重力勢能是狀態(tài)量、標(biāo)量物體的位置發(fā)生了重力勢能是狀態(tài)量、標(biāo)量物體的位置發(fā)生了變化，物體的重力勢能也就發(fā)生變化，重力勢能變化，物體的重力勢能也就發(fā)生變化，

8、重力勢能是狀態(tài)量重力勢能的變化量與重力所做的功相是狀態(tài)量重力勢能的變化量與重力所做的功相對應(yīng)，而重力的功是標(biāo)量，重力勢能也是標(biāo)量對應(yīng)，而重力的功是標(biāo)量，重力勢能也是標(biāo)量(2)重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)如果沒重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)如果沒有地球?qū)ξ矬w的吸引，就談不上重力做功和重力有地球?qū)ξ矬w的吸引，就談不上重力做功和重力勢能；物體所在的高度是由物體同地球組成的系勢能；物體所在的高度是由物體同地球組成的系統(tǒng)內(nèi)部的相對位置所決定的，因此重力勢能是這統(tǒng)內(nèi)部的相對位置所決定的，因此重力勢能是這個系統(tǒng)的，而不是物體單獨具有的個系統(tǒng)的，而不是物體單獨具有的(3)重力所做重力所做的功只跟初位置的

9、高度和末位置的高度有關(guān)，而的功只跟初位置的高度和末位置的高度有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(guān)只要起點和終點的位置跟物體運動的路徑無關(guān)只要起點和終點的位置相同，不論物體沿著什么路徑由起點到達終點，相同，不論物體沿著什么路徑由起點到達終點，是沿著直線還是曲線路徑，重力所做的功都是相是沿著直線還是曲線路徑，重力所做的功都是相同的同的2重力勢能的相對性與重力勢能變化的絕對性重力勢能的相對性與重力勢能變化的絕對性的理解的理解(1)重力勢能是一個相對量，它的數(shù)值與參考平面重力勢能是一個相對量，它的數(shù)值與參考平面的選擇有關(guān)在參考平面內(nèi)，物體的重力勢能為的選擇有關(guān)在參考平面內(nèi)，物體的重力勢能為零；在參考平面上方的

10、物體，重力勢能為正值；零；在參考平面上方的物體，重力勢能為正值；在參考平面下方的物體，重力勢能為負值在參考平面下方的物體，重力勢能為負值(2)重力勢能變化的不變性重力勢能變化的不變性(絕對性絕對性)盡管重力勢能的大小與參考平面的選擇有關(guān)，但盡管重力勢能的大小與參考平面的選擇有關(guān)，但重力勢能的變化量都與參考平面的選擇無關(guān)，這重力勢能的變化量都與參考平面的選擇無關(guān)，這體現(xiàn)了它的不變性體現(xiàn)了它的不變性(絕對性絕對性)(3)某種勢能的減少量，等于其相應(yīng)力所做的功某種勢能的減少量，等于其相應(yīng)力所做的功重力勢能的減少量，等于重力所做的功；彈簧彈重力勢能的減少量，等于重力所做的功；彈簧彈性勢能的減少量，等于

11、彈簧彈力所做的功性勢能的減少量，等于彈簧彈力所做的功(4)重力勢能的計算公式重力勢能的計算公式Epmgh，只適用于地球，只適用于地球表面及其附近處表面及其附近處g值不變時的范圍，若值不變時的范圍，若g值變化值變化時，不能用其計算時，不能用其計算即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是()A物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定也隨之確定B物體與零勢面的距離越大，它的重力勢能也物體與零勢面的距離越大，它的重力勢能也越大越大C一個物體的重力勢能從一個物體的重力勢能從5

12、J變化到變化到3 J，重，重力勢能變大了力勢能變大了D在地面上的物體，它具有的重力勢能不一定在地面上的物體，它具有的重力勢能不一定等于零等于零解析：解析：選選CD.重力勢能具有相對性，其數(shù)值與重力勢能具有相對性，其數(shù)值與零勢能面的選取有關(guān)，位置雖然確定，但物體零勢能面的選取有關(guān)，位置雖然確定，但物體的重力勢能隨著零勢能面的選取不同，其數(shù)值的重力勢能隨著零勢能面的選取不同，其數(shù)值也不同，所以選項也不同，所以選項A錯誤，錯誤，D正確物體若在零正確物體若在零勢能面下方，物體與零勢能面距離越大，它的勢能面下方，物體與零勢能面距離越大，它的重力勢能卻越小，所以選項重力勢能卻越小，所以選項B錯誤重力勢能錯

13、誤重力勢能為標(biāo)量，為標(biāo)量，5 J應(yīng)小于應(yīng)小于3 J，所以選項，所以選項C正確正確二、重力做功和重力勢能的區(qū)別與聯(lián)系二、重力做功和重力勢能的區(qū)別與聯(lián)系 概念概念比較項目比較項目 重力做功重力做功重力勢能重力勢能物理意義物理意義重力對物體做功重力對物體做功源于物體與地球之間的相互源于物體與地球之間的相互作用，由它們之間的相對位作用，由它們之間的相對位置決定的能量置決定的能量表達式表達式WGmghEpmgh影響大小的因素影響大小的因素重力重力mg和初、末和初、末位置的高度差位置的高度差h重力重力mg和某一位置的高度和某一位置的高度h 概念概念比較項目比較項目 重力做功重力做功重力勢能重力勢能特點特點

14、只與初、末位置的高度差只與初、末位置的高度差有關(guān)，與路徑及參考平面有關(guān)，與路徑及參考平面的選擇無關(guān)的選擇無關(guān)與參考平面選擇有關(guān)，同一位與參考平面選擇有關(guān)，同一位置的物體，選擇不同的參考平置的物體，選擇不同的參考平面會有不同的重力勢能值面會有不同的重力勢能值過程量過程量狀態(tài)量狀態(tài)量聯(lián)系聯(lián)系重力做功過程是重力勢能改變的過程，重力做正功，重重力做功過程是重力勢能改變的過程，重力做正功，重力勢能減少，重力做負功，重力勢能增加，且重力做了力勢能減少，重力做負功，重力勢能增加，且重力做了多少功，重力勢能就改變多少，即多少功，重力勢能就改變多少，即WGEp1Ep2Ep即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時

15、突破，小試牛刀)2沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端，下列說的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端，下列說法正確的是法正確的是()A沿坡度小的斜面運動時物體克服重力做功多沿坡度小的斜面運動時物體克服重力做功多B沿坡度大、粗糙程度大的斜面運動時物體克沿坡度大、粗糙程度大的斜面運動時物體克服重力做功多服重力做功多C沿坡度小、粗糙程度大的斜面運動時物體克沿坡度小、粗糙程度大的斜面運動時物體克服重力做功多服重力做功多D不管沿怎樣的斜面運動，物體克服重力做功不管沿怎樣的斜面運動，物體克服重力做功相同，物體增加的重力勢能也相同相同，物

16、體增加的重力勢能也相同解析：解析：選選D.重力做功與物體的運動路徑無關(guān)，重力做功與物體的運動路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)，不論是光滑只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)，不論是光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運動還是曲路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運動還是曲線運動，物體克服重力做了多少功線運動，物體克服重力做了多少功(重力做多重力做多少負功少負功)，它的重力勢能就增加多少，它的重力勢能就增加多少課堂互動講練課堂互動講練重力做功特點的應(yīng)用重力做功特點的應(yīng)用如圖如圖411所示，質(zhì)所示，質(zhì)量為量為m的小物體沿圓弧面從的小物體沿圓弧面從A點無初速地滑下，圓弧的半點無初速地滑下，圓弧的半徑為徑為R，

17、A點與圓心等高，滑點與圓心等高，滑到圓弧的最低點到圓弧的最低點B時，物塊的時，物塊的速度為速度為v.則下滑過程中，重則下滑過程中，重力對物體做的功為力對物體做的功為_，物體克服阻力做的功為物體克服阻力做的功為_圖圖411【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】重力做功只和物體的初、末位重力做功只和物體的初、末位置高度差有關(guān)，不受其它力做功的影響，也不置高度差有關(guān)，不受其它力做功的影響，也不受運動狀態(tài)、加速度的影響受運動狀態(tài)、加速度的影響重力做功與重力勢能變化的關(guān)系重力做功與重力勢能變化的關(guān)系重力做功重力做功WGmgh，即物體克服重力做功為，即物體克服重力做功為mgh，又因為，又因為WGEp1Ep2mgh，WG

18、0，Ep1Ep2即物體的重力勢能增加了即物體的重力勢能增加了mgh.【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】判斷物體的重力勢能如何變判斷物體的重力勢能如何變化時，應(yīng)根據(jù)重力做功還是克服重力做功來化時，應(yīng)根據(jù)重力做功還是克服重力做功來判斷，如果重力對物體做功，重力勢能減小，判斷，如果重力對物體做功，重力勢能減小，物體克服重力做功時，重力勢能增加物體克服重力做功時，重力勢能增加如圖如圖412所示，一豎所示，一豎直彈簧下端固定于水平地面上，直彈簧下端固定于水平地面上，小球從彈簧的正上方距彈簧上端小球從彈簧的正上方距彈簧上端H處的處的P點自由下落，落到點自由下落，落到Q點與點與彈簧接觸，小球繼續(xù)向下運動，彈簧接觸，小

19、球繼續(xù)向下運動，落至彈簧的最大壓縮量為落至彈簧的最大壓縮量為h的的N點，經(jīng)過幾次反彈之后，小球最點，經(jīng)過幾次反彈之后，小球最后靜止在彈簧上后靜止在彈簧上Q與與N之間的某之間的某一點一點A，則，則()彈性勢能的分析彈性勢能的分析圖圖412AH越大，小球第一次到達越大，小球第一次到達A點時的速度越大點時的速度越大BH越大，彈簧在越大，彈簧在A點的壓縮量越大點的壓縮量越大CH越大，彈簧的最大壓縮量越大，彈簧的最大壓縮量h越大越大D彈簧的最大壓縮量彈簧的最大壓縮量h與與H無關(guān)無關(guān)小球下落時，重力做功，重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為小球下落時，重力做功，重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為小球的動能和彈簧的彈性勢能，無論小球的動

20、能和彈簧的彈性勢能，無論H如何，小球如何，小球在在A點時彈簧的彈性勢能都相同，所以點時彈簧的彈性勢能都相同，所以H越大，小越大，小球在球在A點的動能越大，因此速度越大，故點的動能越大，因此速度越大，故A正確；正確；小球從開始釋放到最低點的過程中，只有重力和小球從開始釋放到最低點的過程中，只有重力和彈力做功，重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，重彈力做功，重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，重力勢能越大，彈簧的彈性勢能也就越大，彈簧的力勢能越大，彈簧的彈性勢能也就越大，彈簧的最大壓縮量也就越大即最大壓縮量也就越大即H越大，越大，h就越大，故就越大，故C正確，正確，D錯錯【答案答案】AC【方法總結(jié)方法總結(jié)】彈簧的彈性勢能是由彈簧的勁度彈簧的彈性勢能是由彈簧的勁度系數(shù)系數(shù)k和形變量和形變量x共同決定的彈性勢能的變化是共同決定的彈性勢能的變化是由彈力做功決定的，即彈力做多少功，彈性勢能由彈力做功決定的，即彈力做多少功，彈性勢能就減少多少；反之，克服彈力做多少功，彈性勢就減少多少；反之，克服彈力做多少功，彈性勢能就增加多少能就增加多少本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束點此進入課件目錄點此進入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用