重力势能-高一物理下册链接教材精准变式练（人教版）.docx

高一物理下册人教版链接教材精准变式练

重力势能

教材习题精讲

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【教材习题一】教材P83页“练习与应用”第3题

【答案】

【要点点拨与方法指导】

【学习目标】

1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算．

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．明确弹性势能的含义，理解弹性势能的相对性

5．知道弹性势能与哪些量有关．

【要点梳理】

要点一、重力做功的特点

要点诠释：

重力对物体所做的功只跟物体的初末位置的高度有关，跟物体运动的路径无关．物体沿闭合的路径运动一周，重力做功为零，其实恒力(大小方向不变)做功都具有这一特点．

如物体由A位置运动到B位置，如图所示，A、B两位置的高度分别为h1、h2，物体的质量为m，无论从A到B路径如何，重力做的功均为：

＝mgh＝mg(h1-h2)＝mgh1-mgh2．

可见重力做功与路径无关．

要点二、重力势能

要点诠释：

(1)定义：物体由于被举高而具有的能．

(2)公式：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积．

．

h是物体重心到参考平面的高度．

(3)单位：焦(J)．

1J＝．

(4)重力势能是一个相对量，它的数值与参考平面的选择有关．实际上是由h为相对量引起的．参考平面的选择不同，重力势能的值也就不同，一般取地面为参考平面．

在参考平面内的物体，EP＝0；

在参考平面上方的物体，EP＞0；

在参考平面下方的物体，EP＜0．

(5)重力势能是标量，它的正、负值表示大小．

(6)重力势能是地球和物体共有的．

要点三、重力势能的相对性与重力势能变化的绝对性

要点诠释：

(1)重力势能是一个相对量，它的数值与参考平面的选择有关．在参考平面内，物体的重力势能为零；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．

(2)重力势能变化的不变性(绝对性)．

尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关，但重力势能的变化量都与参考平面的选择无关，这体现了它的不变性(绝对性)．

(3)某种势能的减少量，等于其相应力所做的功．

重力势能的减少量，等于重力所做的功；弹簧弹性势能的减少量，等于弹簧弹力所做的功．

(4)重力势能的计算公式EP＝mgh，只适用于地球表面及其附近g值不变时的范围，若g值变化时，不能用其计算．

要点四、重力做功和重力势能改变的关系

要点诠释：

(1)设A、B两点为物体在运动过程中所经历的两点(如图所示)。

若从B点运动到A点，则(重力对物体做负功mgh)；从能量的角度，(重力势能增加mgh)．

若从A点运动到B点，则(重力对物体做正功)；从能量的角度，(重力势能减小mgh)．可见，重力势能的改变△EP只与重力做功有关，跟物体做什么运动以及是否同时还有其他作用力(如牵引力、阻力等)的存在无关，即．也就是说，重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功；克服重力做功时，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功．即

．

(2)重力做功与重力势能的比较．

概念

比较项目

重力做功

重力势能

物理意义

重力对物体所做的功

由于物体与地球的相互作用，且由它们之间的相对位置决定的能

表达式

影响大小的因素

重力G和初、末位置的高度差△h

重力mg和某一位置的高度h

特点

只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选择无关

与参考平面的选择有关，同一位置的物体，选择不同的参考平面会有不同的重力势能值

过程量

状态量

联系

重力做功过程是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功，重力势能就变化了多少功，即

要点五、弹性势能

要点诠释：

1.弹性势能

发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。

2.弹性势能的大小跟形变的大小有关，形变量越大，弹性势能越大

对于弹簧来说，弹性势能还与劲度系数有关，当形变量一定时，劲度系数越大的弹簧弹性势能也越大。

3.弹性势能的表达

注意：式中为弹簧的弹性势能，为劲度系数，为弹簧的形变量（即压缩或伸长的长度）

4.弹力做功跟弹性势能变化的关系

当弹簧的弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能变成其他形式的能；当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增加，其他形式的能转化为弹性势能。

这一点与重力做功跟重力势能变化的关系类似。

【典型例题】

类型一、重力势能的理解

例1、如图所示，一人造卫星绕地球做椭圆轨道运动，试比较该卫星在近地点与远地点时的重力势能大小．

【解析】设A、B两点与地球的距离分别为hA和hB．

错解一：因为，，，所以．

错