《物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第2節(jié) 勢能的改變 魯科版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第2節(jié) 勢能的改變 魯科版必修2（39頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第2 2節(jié)勢能的改變節(jié)勢能的改變教師備課參考教師備課參考 | |核心素養(yǎng)養(yǎng)成目標(biāo)核心素養(yǎng)養(yǎng)成目標(biāo)| |物理觀念物理觀念1.1.理解重力勢能和彈性勢能的概念理解重力勢能和彈性勢能的概念, ,會用重力勢能的定義進(jìn)行計算會用重力勢能的定義進(jìn)行計算. .2.2.理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系. .3.3.知道重力勢能的相對性知道重力勢能的相對性. .科學(xué)思維與科學(xué)探究科學(xué)思維與科學(xué)探究1.1.通過一些自然現(xiàn)象通過一些自然現(xiàn)象, ,讓學(xué)生體驗到重力勢能讓學(xué)生體驗到重力勢能, ,讓學(xué)生將生活實際與物理概念相讓學(xué)生將生活實際與物理概念相聯(lián)系聯(lián)系. .2.2.通過實驗通

2、過實驗, ,體驗重力勢能與哪些因素有關(guān)體驗重力勢能與哪些因素有關(guān), ,再通過具體實例說明重力勢能的正再通過具體實例說明重力勢能的正負(fù)、重力勢能的相對性負(fù)、重力勢能的相對性, ,重力做功與路徑無關(guān)等重力做功與路徑無關(guān)等. .科學(xué)態(tài)度與責(zé)任科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.1.通過重力勢能的學(xué)習(xí)通過重力勢能的學(xué)習(xí), ,體會物理規(guī)律與生活的聯(lián)系體會物理規(guī)律與生活的聯(lián)系. .2.2.滲透相對性的思想滲透相對性的思想. .| |教學(xué)重難點教學(xué)重難點| |教學(xué)重點教學(xué)重點1.1.勢能的概念勢能的概念. .2.2.重力做功與重力勢能改變的關(guān)系重力做功與重力勢能改變的關(guān)系. .教學(xué)難點教學(xué)難點勢能相對性的理解勢能相對性的理解

3、. .感悟解題規(guī)律感悟解題規(guī)律探尋基本知識探尋基本知識測評學(xué)習(xí)效果測評學(xué)習(xí)效果探尋基本知識探尋基本知識樹立物理觀念樹立物理觀念知識點一知識點一 重力勢能重力勢能 【情境導(dǎo)學(xué)情境導(dǎo)學(xué)】如圖所示如圖所示, ,高大的椰子樹上的椰子質(zhì)量為高大的椰子樹上的椰子質(zhì)量為m,m,離地面高度為離地面高度為h.h.(1)(1)選擇地面為參考平面選擇地面為參考平面, ,椰子的重力勢能是多少椰子的重力勢能是多少? ?(2)(2)同一物體在同一位置重力勢能的大小數(shù)值相同嗎同一物體在同一位置重力勢能的大小數(shù)值相同嗎? ?答案答案: :(1)E(1)Ep p=mgh.=mgh.(2)(2)不一定不一定, ,重力勢能與零勢能

4、面選取有關(guān)重力勢能與零勢能面選取有關(guān). .【知識梳理知識梳理】 1.1.定義定義: :物體處于一定的物體處于一定的 而具有的能而具有的能. .2.2.大小及標(biāo)矢性大小及標(biāo)矢性: :重力勢能的大小與物體的重力勢能的大小與物體的 和所處的和所處的 有關(guān)有關(guān), ,其大小為其大小為E Ep p= = , ,單位是焦耳單位是焦耳, ,符號為符號為J.J.重力勢能是重力勢能是 量量, ,只有大小、只有大小、沒有方向沒有方向. .3.3.參考平面參考平面: :把高度規(guī)定為零的水平面把高度規(guī)定為零的水平面, ,則物體在該面上的重力勢能為零則物體在該面上的重力勢能為零, ,參考平面的選取是參考平面的選取是 的的

5、, ,通常情況下選取水平地面為參考平面通常情況下選取水平地面為參考平面. .【思考判斷思考判斷】1.1.物體的質(zhì)量越大物體的質(zhì)量越大, ,重力勢能一定越大重力勢能一定越大.(.( ) )2.2.物體越高物體越高, ,重力勢能一定越大重力勢能一定越大.(.( ) )3.3.處在參考平面上的物體重力勢能均為零處在參考平面上的物體重力勢能均為零.(.( ) )高度高度質(zhì)量質(zhì)量高度高度mghmgh標(biāo)標(biāo)任意任意 知識點二知識點二重力做功與重力勢能的改變重力做功與重力勢能的改變 【情境導(dǎo)學(xué)情境導(dǎo)學(xué)】 如圖所示如圖所示, ,某滑雪愛好者由高處沿雪坡勻速疾馳而下某滑雪愛好者由高處沿雪坡勻速疾馳而下. .試問試

6、問: :(1)(1)下滑過程中下滑過程中, ,重力做什么功重力做什么功? ?重力勢能怎么變化重力勢能怎么變化? ?(2)(2)滑雪愛好者從高處滑雪愛好者從高處A A點出發(fā)點出發(fā), ,沿不同的路徑到達(dá)坡底同一點沿不同的路徑到達(dá)坡底同一點B,B,此過程此過程重力做功相等嗎重力做功相等嗎? ?重力做功有什么特點重力做功有什么特點? ?答案答案: :(1)(1)重力做正功重力做正功, ,重力勢能減少重力勢能減少. .(2)(2)相等相等; ;重力做功與路徑無關(guān)重力做功與路徑無關(guān), ,只取決于初末位置的高度差只取決于初末位置的高度差. .【知識梳理知識梳理】 1.1.兩者關(guān)系兩者關(guān)系: :物體重力勢能的

7、變化只由物體重力勢能的變化只由 決定決定, ,與是否存與是否存在其他力的作用及有沒有其他力做功均無關(guān)在其他力的作用及有沒有其他力做功均無關(guān). .物體從高處下落時物體從高處下落時, ,重力做正重力做正功功, ,重力勢能重力勢能 ; ;物體升高時重力做負(fù)功物體升高時重力做負(fù)功, ,重力勢能重力勢能 . .2.2.關(guān)系式關(guān)系式:W:WG G= = =-E=-Ep p. .【思考判斷思考判斷】1.1.重力做重力做5 J5 J的正功的正功, ,重力勢能增加了重力勢能增加了5 J.(5 J.( ) )2.2.跳傘運動員從某一高度跳下跳傘運動員從某一高度跳下, ,有風(fēng)和無風(fēng)時有風(fēng)和無風(fēng)時, ,由于運動路徑不

8、同由于運動路徑不同, ,重力做重力做功不同功不同.(.( ) )3.3.選不同的零勢能點選不同的零勢能點, ,同一物體的重力勢能不同同一物體的重力勢能不同, ,重力勢能改變量相同重力勢能改變量相同. .( ( ) )重力所做的功重力所做的功減小減小增大增大E Ep1p1-E-Ep2p2 知識點三知識點三彈性勢能的改變彈性勢能的改變 【情境導(dǎo)學(xué)情境導(dǎo)學(xué)】 三張圖中的物體有什么共同點三張圖中的物體有什么共同點? ?答案答案: :弓、金屬圈、彈性桿在發(fā)生形變時弓、金屬圈、彈性桿在發(fā)生形變時, ,都會伴隨著彈性勢能的產(chǎn)生都會伴隨著彈性勢能的產(chǎn)生, ,在適當(dāng)?shù)臈l件下通過彈力做功將彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的

9、能在適當(dāng)?shù)臈l件下通過彈力做功將彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能. .【知識梳理知識梳理】 1.1.定義定義: :物體因為發(fā)生物體因為發(fā)生 而具有的能而具有的能. .2.2.彈性勢能的改變彈性勢能的改變: :物體彈性勢能的改變總是與彈力做功相對應(yīng)物體彈性勢能的改變總是與彈力做功相對應(yīng), ,即彈力對即彈力對外做了多少功外做了多少功, ,彈性勢能就彈性勢能就 多少多少. .反之反之, ,克服彈力做了多少功克服彈力做了多少功, ,彈性彈性勢能就勢能就 多少多少. .3.3.勢能勢能: :由物體間的由物體間的 決定的能決定的能. .彈性形變彈性形變減小減小增大增大相對位置相對位置要點一要點一感悟解題規(guī)律感悟解

10、題規(guī)律培養(yǎng)科學(xué)思維培養(yǎng)科學(xué)思維 重力勢能的理解重力勢能的理解1.1.重力勢能的正負(fù)重力勢能的正負(fù)重力勢能是標(biāo)量重力勢能是標(biāo)量, ,其數(shù)值可正可負(fù)可為零其數(shù)值可正可負(fù)可為零, ,表示的是相對大小表示的是相對大小, ,如圖所示如圖所示. .物體在物體在A,B,CA,B,C三點重力勢能的正負(fù)如表所示三點重力勢能的正負(fù)如表所示. .參考平面參考平面E EpApAE EpBpBE EpCpC地面地面正值正值正值正值零零桌面桌面正值正值零零負(fù)值負(fù)值A(chǔ) A處平面處平面零零負(fù)值負(fù)值負(fù)值負(fù)值2.2.重力勢能的三個性質(zhì)重力勢能的三個性質(zhì)(1)(1)相對性相對性由于重力勢能表達(dá)式為由于重力勢能表達(dá)式為E Ep p=

11、mgh,=mgh,高度高度h h的相對性決定了重力勢能具有相對的相對性決定了重力勢能具有相對性性. .對于同一物體對于同一物體, ,選取不同的水平面作為零勢能面選取不同的水平面作為零勢能面, ,其重力勢能具有不同其重力勢能具有不同的數(shù)值的數(shù)值, ,即重力勢能的大小與零勢能面的選取有關(guān)即重力勢能的大小與零勢能面的選取有關(guān). .(2)(2)變化的絕對性變化的絕對性物體在兩個高度不同的位置時物體在兩個高度不同的位置時, ,由于高度差一定由于高度差一定, ,重力勢能之差也是一定重力勢能之差也是一定的的, ,即物體的重力勢能的變化與參考平面的選取無關(guān)即物體的重力勢能的變化與參考平面的選取無關(guān). .(3)

12、(3)系統(tǒng)性系統(tǒng)性重力是地球?qū)ξ矬w吸引而產(chǎn)生的重力是地球?qū)ξ矬w吸引而產(chǎn)生的, ,如果沒有地球?qū)ξ矬w的吸引如果沒有地球?qū)ξ矬w的吸引, ,就不會有就不會有重力重力, ,也不存在重力勢能也不存在重力勢能, ,所以重力勢能是這個系統(tǒng)共同具有的所以重力勢能是這個系統(tǒng)共同具有的, ,平時所說平時所說的的“物體物體”的重力勢能只是一種簡化的說法的重力勢能只是一種簡化的說法. .【典例典例1 1】如圖所示如圖所示, ,桌面距地面桌面距地面0.8 m,0.8 m,一物體質(zhì)量為一物體質(zhì)量為2 kg,2 kg,靜止在距桌面靜止在距桌面0.4 m 0.4 m 處處. .(1)(1)以地面為參考平面以地面為參考平面,

13、,計算物體具有的勢能計算物體具有的勢能, ,并計算物體由靜止下落到桌并計算物體由靜止下落到桌面的過程中面的過程中, ,重力勢能減少了多少重力勢能減少了多少? ?思路探究思路探究 (1) (1)兩種情況下兩種情況下, ,重力勢能的零勢能參考平面相同嗎重力勢能的零勢能參考平面相同嗎? ?答案答案: :不相同不相同, ,選不同的參考平面選不同的參考平面, ,同一物體在同一位置的重力勢能不同同一物體在同一位置的重力勢能不同. .解析解析: :(1)(1)以地面為參考平面以地面為參考平面, ,物體的高度物體的高度h h1 1=1.2 m,=1.2 m,因而物體的重力勢因而物體的重力勢能為能為E Ep1p

14、1=mgh=mgh1 1=2=29.89.81.2 J=23.52 J.1.2 J=23.52 J.物體落至桌面時重力勢能為物體落至桌面時重力勢能為E Ep2p2=mgh=mgh2 2=2=29.89.80.8 J=15.68 J.0.8 J=15.68 J.物體重力勢能的減少量物體重力勢能的減少量E Ep1p1-E-Ep2p2=7.84 J.=7.84 J.答案答案: :(1)23.52 J(1)23.52 J7.84 J7.84 J思路探究思路探究(2)(2)如何計算重力勢能的變化和重力勢能的減少如何計算重力勢能的變化和重力勢能的減少? ?答案答案: :重力勢能的變化應(yīng)為末位置與始位置的重

15、力勢能之差重力勢能的變化應(yīng)為末位置與始位置的重力勢能之差, ,即即EEp p= =E Ep2p2-E-Ep1p1. .重力勢能的減少應(yīng)為初位置與末位置的重力勢能之差重力勢能的減少應(yīng)為初位置與末位置的重力勢能之差, ,為為E Ep1p1- -E Ep2p2. .解析解析: :(2)(2)同理同理E Ep1p1=7.84 J,E=7.84 J,Ep2p2=0,=0,故物體落至桌面時故物體落至桌面時, ,重力勢能的減少量為重力勢能的減少量為7.84 J.7.84 J.答案答案: :(2)7.84 J(2)7.84 J7.84 J7.84 J(2)(2)以桌面為參考平面以桌面為參考平面, ,計算物體具

16、有的勢能計算物體具有的勢能, ,并計算物體由靜止下落到桌并計算物體由靜止下落到桌面的過程中面的過程中, ,重力勢能減少了多少重力勢能減少了多少? ? 理解重力勢能應(yīng)注意的問題理解重力勢能應(yīng)注意的問題(1)(1)重力勢能的計算公式重力勢能的計算公式Ep=mghEp=mgh中中,h,h表示物體距參考平面的高度表示物體距參考平面的高度, ,因此求因此求物體的重力勢能時物體的重力勢能時, ,一定要找準(zhǔn)物體的重心到參考平面的高度一定要找準(zhǔn)物體的重心到參考平面的高度. .同一物體同一物體的重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān)的重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān), ,具有相對性具有相對性.(2).(2)重力勢

17、能的重力勢能的變化與重力做功有關(guān)變化與重力做功有關(guān), ,與參考平面的選取無關(guān)與參考平面的選取無關(guān). .規(guī)律方法規(guī)律方法( (教師備用教師備用) )例例1 1- -1:1: 如圖所示如圖所示, ,桌面高為桌面高為h,h,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的小球從離桌面高的小球從離桌面高H H處自由落下處自由落下, ,不不計空氣阻力計空氣阻力. .假設(shè)桌面處的重力勢能為假設(shè)桌面處的重力勢能為0,0,則小球落到地面前瞬間的重力勢則小球落到地面前瞬間的重力勢能為能為( ( ) )A.mgh B.mgHA.mgh B.mgHC.mg(h+H) D.-mghC.mg(h+H) D.-mgh解析解析: :據(jù)題意知據(jù)題意知,

18、 ,已選定桌面為參考平面已選定桌面為參考平面, ,則小球在最高點時的高度為則小球在最高點時的高度為H,H,小球在桌面的高度為零小球在桌面的高度為零, ,小球在地面時的高度為小球在地面時的高度為-h,-h,所以小球落到地面所以小球落到地面時時, ,它的重力勢能為它的重力勢能為E Ep p=-mgh,=-mgh,故故D D正確正確. .D D 針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 1- -1 1一實心的正方體鐵塊甲與一實心的正方體木塊乙質(zhì)量相一實心的正方體鐵塊甲與一實心的正方體木塊乙質(zhì)量相等等, ,將它們放在水平地面上將它們放在水平地面上. .如圖所示如圖所示, ,下列結(jié)論正確的是下列結(jié)論正確的是( ( ) )A.

19、A.鐵塊的重力勢能大于木塊的重力勢能鐵塊的重力勢能大于木塊的重力勢能B.B.鐵塊的重力勢能等于木塊的重力勢能鐵塊的重力勢能等于木塊的重力勢能C.C.鐵塊的重力勢能小于木塊的重力勢能鐵塊的重力勢能小于木塊的重力勢能D.D.上述三種情況都有可能上述三種情況都有可能解析解析: :質(zhì)量相等時質(zhì)量相等時, ,木塊密度小木塊密度小, ,體積大體積大, ,重心高重心高, ,所以木塊的重力勢能大所以木塊的重力勢能大于鐵塊的重力勢能于鐵塊的重力勢能, ,故選項故選項C C正確正確. .C C 要點二要點二 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 1.1.重力做功重力做功(1)(1)特點特點:

20、:重力對物體所做的功只與物體的初末位置有關(guān)重力對物體所做的功只與物體的初末位置有關(guān), ,與物體的運動與物體的運動路徑無關(guān)路徑無關(guān), ,與物體是否受其他力無關(guān)與物體是否受其他力無關(guān), ,與物體的運動狀態(tài)無關(guān)與物體的運動狀態(tài)無關(guān). .(2)(2)公式公式:W=mg(h:W=mg(h1 1-h-h2 2),(h),(h1 1-h-h2 2) )表示高度差表示高度差. .2.2.重力做功與重力勢能的比較重力做功與重力勢能的比較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由于物體與地球的相互作用由于物體與地球的相互作用, ,且且由它們之間相對位置決定的能由它們之間相對位置

21、決定的能表達(dá)式表達(dá)式W WG G=mgs=mgh=mgs=mghE Ep p=mgh=mgh影響大小影響大小的因素的因素重力重力mgmg和初、末位置的高度和初、末位置的高度差差hh重力重力mgmg和某一位置的高度和某一位置的高度h h特點特點只與初、末位置的高度差有只與初、末位置的高度差有關(guān)關(guān), ,與路徑及參考平面的選與路徑及參考平面的選擇無關(guān)擇無關(guān)與參考平面的選擇有關(guān)與參考平面的選擇有關(guān), ,同一位同一位置的物體置的物體, ,選擇不同的參考平面選擇不同的參考平面會有不同的重力勢能值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功過程是重力勢能改變的

22、過程, ,重力做正功重力做正功, ,重力勢能重力勢能減少減少, ,重力做負(fù)功重力做負(fù)功, ,重力勢能增加重力勢能增加3.3.重力做功與重力勢能的變化重力做功與重力勢能的變化(1)(1)物體重力勢能的變化只由重力所做的功決定物體重力勢能的變化只由重力所做的功決定. .(2)(2)關(guān)系式為關(guān)系式為W WG G=E=Ep1p1-E-Ep2p2=-E=-Ep p, ,即重力做的功等于重力勢能的減少即重力做的功等于重力勢能的減少. .【典例典例2 2】 起重機以起重機以 的加速度將質(zhì)量為的加速度將質(zhì)量為m m的物體勻減速地沿豎直方向提的物體勻減速地沿豎直方向提升高度升高度h,h,則起重機鋼索的拉力對物體

23、做的功為多少則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少? ?物體克服重力做功為物體克服重力做功為多少多少? ?物體的重力勢能變化了多少物體的重力勢能變化了多少? ?思路探究思路探究 (1) (1)除重力以外還有其他力做功嗎除重力以外還有其他力做功嗎? ?答案答案: :有有, ,若只有重力作用若只有重力作用, ,則加速度是則加速度是g.g.(2)(2)其他力做功影響重力做功嗎其他力做功影響重力做功嗎? ?答案答案: :不影響不影響, ,重力做功與物體的重力和初、末位置的高度差有關(guān)重力做功與物體的重力和初、末位置的高度差有關(guān). . 4g答案答案: : mghmghmghmgh增加了增加了mghmgh34

24、規(guī)律方法規(guī)律方法 重力勢能變化的兩種求解方法重力勢能變化的兩種求解方法(1)(1)應(yīng)用重力勢能變化公式應(yīng)用重力勢能變化公式EEp p=E=Ep2p2-E-Ep1p1來求來求. .具體方法是首先選取零勢能具體方法是首先選取零勢能參考平面參考平面, ,然后應(yīng)用然后應(yīng)用E Ep p=mgh=mgh求出物體在初、末位置的重力勢能求出物體在初、末位置的重力勢能, ,再代入公再代入公式式EEp p=E=Ep2p2-E-Ep1p1求出重力勢能變化量求出重力勢能變化量. .(2)(2)應(yīng)用重力勢能變化與重力做功的關(guān)系來求應(yīng)用重力勢能變化與重力做功的關(guān)系來求. .先根據(jù)條件確定初、末位先根據(jù)條件確定初、末位置的

25、高度差置的高度差h,h,代入代入W WG G=mgh=mgh求出重力做的功求出重力做的功, ,再利用關(guān)系式再利用關(guān)系式W WG G=-E=-Ep p確確定出重力勢能的變化量定出重力勢能的變化量. .( (教師備用教師備用) )例例2 2- -1 1: :在離地在離地80 m80 m處無初速釋放一小球處無初速釋放一小球, ,小球質(zhì)量為小球質(zhì)量為m=200 g,m=200 g,不計空氣阻不計空氣阻力力,g,g取取10 m/s10 m/s2 2, ,取最高點所在水平面為零勢能參考平面取最高點所在水平面為零勢能參考平面. .求求: :(1)(1)在第在第2 s2 s末小球的重力勢能末小球的重力勢能;

26、;答案答案: :(1)-40 J(1)-40 J答案答案: :(2)90 J(2)90 J減少了減少了90 J90 J(2)3 s(2)3 s內(nèi)重力所做的功及重力勢能的變化內(nèi)重力所做的功及重力勢能的變化. .針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練2 2- -1 1質(zhì)量為質(zhì)量為m m的小球從離桌面的小球從離桌面H H高處由靜止下落高處由靜止下落, ,桌面離地面高桌面離地面高度為度為h,h,如圖所示如圖所示, ,若以桌面為參考平面若以桌面為參考平面, ,那么小球落地時的重力勢能及整個那么小球落地時的重力勢能及整個下落過程中重力勢能的變化分別是下落過程中重力勢能的變化分別是( ( ) )A.mgh,A.mgh,減少減少m

27、g(H-h)mg(H-h)B.mgh,B.mgh,增加增加mg(H+h)mg(H+h)C.-mgh,C.-mgh,增加增加mg(H-h)mg(H-h)D.-mgh,D.-mgh,減少減少mg(H+h)mg(H+h)解析解析: :小球落地時在參考平面以下小球落地時在參考平面以下, ,此時小球的重力勢能為此時小球的重力勢能為-mgh.-mgh.小球在小球在全過程中重力做正功全過程中重力做正功, ,重力勢能減少重力勢能減少,E,Ep p=mg(H+h),=mg(H+h),因此應(yīng)選因此應(yīng)選D.D.D D 要點三要點三 彈性勢能與彈性勢能的改變彈性勢能與彈性勢能的改變 1.1.彈性勢能的產(chǎn)生原因彈性勢能

28、的產(chǎn)生原因(1)(1)物體發(fā)生了彈性形變物體發(fā)生了彈性形變; ;(2)(2)各部分間的彈力作用各部分間的彈力作用. .2.2.彈簧彈性勢能的影響因素彈簧彈性勢能的影響因素(1)(1)彈簧的形變量彈簧的形變量l;l;(2)(2)彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù)k.k.3.3.系統(tǒng)性系統(tǒng)性: :彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點因相對位置改變彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點因相對位置改變而具有的能量而具有的能量, ,因此彈性勢能具有系統(tǒng)性因此彈性勢能具有系統(tǒng)性. .4.4.相對性相對性: :彈性勢能的大小與選定的零勢能位置有關(guān)彈性勢能的大小與選定的零勢能位置有關(guān), ,對于彈簧對于彈簧, ,一

29、般規(guī)一般規(guī)定彈簧處于原長時的勢能為零勢能定彈簧處于原長時的勢能為零勢能. .【典例典例3 3】 ( (多選多選) ) 如圖所示如圖所示, ,一個物體以速度一個物體以速度v v0 0沖向與豎直墻壁相連的輕沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧質(zhì)彈簧, ,墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮, ,在此過程中以下說法正確的是在此過程中以下說法正確的是( ( ) )A.A.物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B.B.物體向墻壁運動發(fā)生相同的位移物體向墻壁運動發(fā)生相同的位移, ,彈力做的功不相等彈力做的功不相等C.C.彈簧的彈力做正功彈簧的彈力做正功, ,彈

30、性勢能減小彈性勢能減小D.D.彈簧的彈力做負(fù)功彈簧的彈力做負(fù)功, ,彈性勢能增加彈性勢能增加思路探究思路探究(1)(1)物體在壓縮的過程中物體在壓縮的過程中, ,所受彈簧的彈力的表達(dá)式怎樣所受彈簧的彈力的表達(dá)式怎樣? ?彈力怎樣變化彈力怎樣變化? ?答案答案: :彈簧的彈力滿足胡克定律彈簧的彈力滿足胡克定律F=kx,F=kx,由于彈簧的形變量越來越大由于彈簧的形變量越來越大, ,則彈則彈力越來越大力越來越大. .(2)(2)彈力對物體做正功還是負(fù)功彈力對物體做正功還是負(fù)功? ?彈性勢能增加還是減小彈性勢能增加還是減小? ?答案答案: :彈力對物體做負(fù)功彈力對物體做負(fù)功, ,彈性勢能增加彈性勢能

31、增加. .BD BD 解析解析: :本題考查了彈力做功與勢能的變化關(guān)系本題考查了彈力做功與勢能的變化關(guān)系. .由功的計算公式由功的計算公式W=Flcos W=Flcos 知知, ,恒力做功時恒力做功時, ,做功的多少與物體的位移成正比做功的多少與物體的位移成正比, ,而彈簧對物體的彈力是一個變而彈簧對物體的彈力是一個變力力F=kx,F=kx,所以選項所以選項A A錯誤錯誤; ;彈簧開始被壓縮時彈力小彈簧開始被壓縮時彈力小, ,物體移動一定距離時彈力物體移動一定距離時彈力做的功也少做的功也少, ,彈簧的壓縮量變大時彈簧的壓縮量變大時, ,物體移動相同的距離做的功多物體移動相同的距離做的功多, ,

32、故選項故選項B B正正確確; ;物體壓縮彈簧的過程中物體壓縮彈簧的過程中, ,彈簧的彈力與彈力作用點的位移方向相反彈簧的彈力與彈力作用點的位移方向相反, ,所以彈所以彈力做負(fù)功力做負(fù)功, ,彈簧的壓縮量增大彈簧的壓縮量增大, ,彈性勢能增大彈性勢能增大, ,故選項故選項C C錯誤錯誤,D,D正確正確. .規(guī)律方法規(guī)律方法 決定彈性勢能變化的因素決定彈性勢能變化的因素對于同一個彈簧伸長和壓縮相同的長度時彈性勢能是一樣的對于同一個彈簧伸長和壓縮相同的長度時彈性勢能是一樣的. .所以彈性所以彈性勢能和彈簧的形變量之間不是一一對應(yīng)的關(guān)系勢能和彈簧的形變量之間不是一一對應(yīng)的關(guān)系, ,而是某個彈性勢能可能

33、而是某個彈性勢能可能對應(yīng)著伸長和壓縮兩個不同的狀態(tài)對應(yīng)著伸長和壓縮兩個不同的狀態(tài). .針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練3 3- -1 1 ( (20162016全國全國卷卷,22,22) )某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究行探究, ,實驗裝置如圖實驗裝置如圖( (甲甲) )所示所示: :輕彈簧放置在光滑水平桌面上輕彈簧放置在光滑水平桌面上, ,彈簧左端彈簧左端固定固定, ,右端與一物塊接觸而不連接右端與一物塊接觸而不連接, ,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接紙帶穿過打點計時器并與物塊連接, ,向向左推物塊使彈簧壓縮一段距離左推物塊使彈簧壓縮一段距離, ,由靜止釋放物塊由靜止釋放

34、物塊, ,通過測量和計算通過測量和計算, ,可求得可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能彈簧被壓縮后的彈性勢能. .(1)(1)實驗中涉及下列操作步驟實驗中涉及下列操作步驟: :把紙帶向左拉直把紙帶向左拉直松手釋放物塊松手釋放物塊接通打點計時器電源接通打點計時器電源向左推物塊使彈簧壓縮向左推物塊使彈簧壓縮, ,并測量彈簧壓縮量并測量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是上述步驟正確的操作順序是 ( (填入代表步驟的序號填入代表步驟的序號).).解析解析: :(1)(1)啟動打點計時器前啟動打點計時器前, ,應(yīng)把紙帶拉直以減小因紙帶受到摩擦力應(yīng)把紙帶拉直以減小因紙帶受到摩擦力而產(chǎn)生的誤差而產(chǎn)生的誤差. .實驗

35、時應(yīng)先接通打點計時器的電源實驗時應(yīng)先接通打點計時器的電源, ,再釋放物塊再釋放物塊. .故正故正確的操作順序是確的操作順序是. .答案答案: :(1)(1) (2)(2)圖圖( (乙乙) )中中M M和和L L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果點結(jié)果. .打點計時器所用交流電的頻率為打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz.50 Hz.由由M M紙帶所給的數(shù)據(jù)紙帶所給的數(shù)據(jù), ,可可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為m/s.m/s.比較比較兩紙帶可知兩紙帶可知, ,( (填填

36、“M”M”或或“L”)L”)紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大后的彈性勢能大.答案答案: :(2)1.29(2)1.29M M 測評學(xué)習(xí)效果測評學(xué)習(xí)效果演練當(dāng)堂技法演練當(dāng)堂技法1.1.( (多選多選) )關(guān)于重力勢能與重力做功關(guān)于重力勢能與重力做功, ,下列說法中正確的是下列說法中正確的是( ( ) )A.A.物體克服重力所做的功等于重力勢能的增加量物體克服重力所做的功等于重力勢能的增加量B.B.在同一高度在同一高度, ,將物體以初速度將物體以初速度v v0 0向不同方向拋出向不同方向拋出, ,從拋出到落地的過程中從拋出到落地的過程中, ,重力重力所做的功相等所

37、做的功相等, ,物體所減少的重力勢能也一定相等物體所減少的重力勢能也一定相等C.C.重力勢能等于零的物體重力勢能等于零的物體, ,不可能對別的物體做功不可能對別的物體做功D.D.用手托住一個物體勻速上舉時用手托住一個物體勻速上舉時, ,手的支持力做的功等于克服重力所做的功手的支持力做的功等于克服重力所做的功, ,也也等于物體重力勢能的增加量等于物體重力勢能的增加量解析解析: :重力勢能具有相對性重力勢能具有相對性, ,重力對物體所做的功等于物體重力勢能的變化量重力對物體所做的功等于物體重力勢能的變化量, ,即即W WG G=-E=-Ep p, ,故選項故選項A,BA,B正確正確; ;重力勢能等

38、于零重力勢能等于零, ,只能說明物體在參考平面上只能說明物體在參考平面上, ,不影響不影響其對別的物體做功其對別的物體做功, ,故選項故選項C C錯誤錯誤; ;物體勻速上升物體勻速上升, ,手的支持力大小等于物體的重手的支持力大小等于物體的重力力, ,兩者移動的距離也相同兩者移動的距離也相同, ,所以手的支持力做的功等于克服重力做的功所以手的支持力做的功等于克服重力做的功, ,又又W WG G= =-E-Ep p, ,故手的支持力做的功也等于物體重力勢能的增加量故手的支持力做的功也等于物體重力勢能的增加量, ,故選項故選項D D正確正確. .ABD ABD 2.2.自然現(xiàn)象中蘊藏著許多物理知識

39、自然現(xiàn)象中蘊藏著許多物理知識, ,如圖所示為一個盛水袋如圖所示為一個盛水袋, ,某人從側(cè)面某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形緩慢推袋壁使它變形. .則水的重力勢能則水的重力勢能( ( ) )A.A.增大增大B.B.變小變小C.C.不變不變D.D.不能確定不能確定解析解析: :從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形時從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形時, ,水位上升水位上升, ,水的重心上升水的重心上升, ,則水的重則水的重力勢能增大力勢能增大, ,故選項故選項A A正確正確. .A A 3 3.(.(多選多選) )關(guān)于彈性勢能關(guān)于彈性勢能, ,下列說法中正確的是下列說法中正確的是( ( ) )A.A.任何發(fā)生彈性形變的物體

40、任何發(fā)生彈性形變的物體, ,都具有彈性勢能都具有彈性勢能B.B.任何具有彈性勢能的物體任何具有彈性勢能的物體, ,一定發(fā)生了彈性形變一定發(fā)生了彈性形變C.C.物體只要發(fā)生形變物體只要發(fā)生形變, ,就一定具有彈性勢能就一定具有彈性勢能D.D.彈簧的彈性勢能與彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)彈簧的彈性勢能與彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)ABD ABD 解析解析: :任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能, ,因此具有彈性勢能的物因此具有彈性勢能的物體一定發(fā)生了彈性形變體一定發(fā)生了彈性形變, ,而彈性勢能的改變只與彈力做功有關(guān)而彈性勢能的改變只與彈力做功有關(guān), ,故選項故選項

41、A,BA,B正確正確; ;物體發(fā)生了形變物體發(fā)生了形變, ,若是非彈性形變?nèi)羰欠菑椥孕巫? ,無彈力作用無彈力作用, ,則物體就不具則物體就不具有彈性勢能有彈性勢能, ,故選項故選項C C錯誤錯誤; ;彈簧的彈性勢能與彈簧被拉伸或壓縮的長度彈簧的彈性勢能與彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)有關(guān), ,選項選項D D正確正確. .4.4.一豎直彈簧下端固定于水平地面上一豎直彈簧下端固定于水平地面上, ,小球從彈簧的正上方高為小球從彈簧的正上方高為h h的地方自的地方自由下落到彈簧上端由下落到彈簧上端, ,如圖所示如圖所示, ,經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點

42、一點A A處處. .則則( ( ) )A.hA.h越大越大, ,彈簧在彈簧在A A點的壓縮量越大點的壓縮量越大B.B.彈簧在彈簧在A A點的壓縮量與點的壓縮量與h h無關(guān)無關(guān)C.hC.h越大越大, ,最終小球靜止在最終小球靜止在A A點時彈簧的彈性勢能越大點時彈簧的彈性勢能越大D.D.小球第一次到達(dá)小球第一次到達(dá)A A點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A A點時彈簧的彈點時彈簧的彈性勢能大性勢能大解析解析: :最終小球靜止在最終小球靜止在A A點時點時, ,通過受力分析通過受力分析, ,小球受自身重力與彈簧的彈小球受自身重力與彈簧的彈力作用力作用, ,由彈力公式由彈力公式F=kxF=kx即可得出彈簧在即可得出彈簧在A A點的壓縮量與點的壓縮量與h h無關(guān)無關(guān), ,彈簧的彈彈簧的彈性勢能與性勢能與h h無關(guān)無關(guān). .選項選項B B正確正確. .B B