高一物理必修二优质课公开课学案4.4.doc

4.势能

课标要求

1.理解重力势能的概念，会进行简单计算，并会判断重力势能的变化．

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．理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素．

4．知道势能是系统共有的，具有相对性．

思维导图

必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基

一、重力势能

1．重力势能：在物理学中，物体由于位于高处而具有的能量．

2．表达式：Ep＝________．单位：________，符号：J.

3．标矢性：重力势能是________，只有大小，没有方向．

4．重力做功与重力势能变化的关系

(1)表达式：WG＝________＝－ΔEp.

(2)两种情况：

①当物体从高处运动到低处时，重力做________，重力势能________，

即WG＞0，Ep1＞Ep2.

②当物体由低处运动到高处时，重力做________，重力势能________，

即WG＜0，Ep1＜Ep2.重力做负功也可以说成物体________．

5．重力势能的相对性：重力势能总是相对选定的________而言的(该平面常称为________)．

Ep＝mgh中的h是物体重心相对参考平面的高度．参考平面选择不同，则物体的高度h不同，重力势能的大小也就不同．

[导学1]

重力势能只有大小，没有方向，但有正负．重力势能正负的含义：正、负值分别表示物体处于参考平面上方和下方．

二、弹性势能

1．弹性势能：在物理学中，把物体由于发生________而具有的能量．

2．弹簧的弹性势能：弹簧的长度为________时，弹性势能为0.弹簧被拉长或被压缩时，就具有了弹性势能．

[导学2]

(1)重力做功大小只与质量和物体高度变化有关，与受其他力及运动状态无关．

(2)在一些往复运动或多个运动过程的复杂问题中求重力做功时，利用重力做功的特点，可以省去大量中间过程，一步求解．

三、势能是系统共有的

1．系统性

弹性势能是发生弹性形变的物体上的所有质点因相对位置改变而具有的能量，因而弹性势能是整个系统所具有的．2.相对性

弹性势能的大小与选定的零势能位置________(填“有”或“无”)关，对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的势能为零．

3．对于同一弹簧，伸长和压缩相同的长度时弹性势能________(填“相同”或“不同”)．

4．弹性势能与弹力做功的关系

(1)关系：弹力做功是弹性势能变化的唯一量度，弹力做多少正功，弹性势能就________(填“增加”或“减少”)多少；弹力做多少负功，弹性势能就________(填“增加”或“减少”)多少．

(2)表达式：W弹＝－ΔEp＝________．

[导学3]

弹簧弹性势能大小的影响因素：弹簧的劲度系数和弹簧的形变量．

关键能力·合作探究——突出综合性素养形成

探究点一重力势能的理解

导学探究

图甲所示为黄果树瀑布的美景，图乙所示为我国的三峡大坝水电站的泄洪图，图丙所示为我国的跳水世界冠军施廷懋比赛中的情景．结合上述情景思考以下问题：

(1)瀑布和水电站的水从高处流下，水的重力势能怎样变化？是不是水的落差越大，水的重力势能就越大？

(2)跳水运动员先高高跃起再落入水中，怎样比较运动员在不同位置重力势能的大小？重力势能的大小与哪些因素有关？

归纳总结

1.重力势能的正负

重力势能是标量，其数值可正、可负、可为零，表示的是相对大小，如图所示．物体在A、B、C三点重力势能的正负如表所示．

零势能面

EpA

EpB

EpC

地面

正值

正值

零

桌面

正值

零

负值

A处平面

零

负值

负值

2.重力势能的三个重要性质

(1)重力势能的相对性

重力势能表达式为Ep＝mgh，高度h的相对性决定了重力势能具有相对性．选取不同的水平面作为零势能面，其重力势能具有不同的数值，即重力势能的大小与零势能面的选取有关．

(2)重力势能变化的绝对性

物体在两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体重力势能的变化与参考平面的选取无关．

(3)重力势能的系统性

重力是由地球对物体吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法．

典例示范

例1一棵苹果树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A处先落到地面C处最后滚入沟底D处．A、B、C、D、E水平面之间