粤教版高中物理必修第二册精品课件 第4章 机械能及其守恒定律 第四节 势能.ppt

特别提醒重力势能是状态量:重力势能描述了物体所处的一定状态,与物体所处的位置或时刻相对应.对点演练1.(2024四川成都期末)如图所示,质量分别为M、m的两个小球A、B静置于高低不同的两个平台上,a、b、c分别为不同高度的参考平面,下列说法正确的是()A.若以c为参考平面,A的重力势能大B.若以b为参考平面,A的重力势能大C.若以a为参考平面,A的重力势能大D.无论如何选择参考平面,总是A的重力势能大B解析若以c为参考平面,A、B的重力势能分别为EpA=MghA,EpB=mghB,hAhB,但由于两个小球的质量关系未知,所以不能比较重力势能的大小关系,故A错误;若以b为参考平面,A的重力势能为零,B的重力势能为负值,所以A的重力势能大,故B正确;若以a为参考平面,A、B的重力势能分别为EpA=-MghA,EpB=-mghB,两个小球相对a所在水平面的高度满足hAhB,但由于两个小球的质量关系未知,所以不能比较重力势能的大小关系,故C、D错误.角度2重力做功与重力势能的关系【例题2】如图所示,树上与A等高的P处有一个质量m=0.3kg的苹果下落.苹果有可能被人用篮子在与B等高处接住,也可能落到地面C,还可能落到地面后滚入坑底D处.(g取10m/s2)(1)分别以A、C、E所在水平面为参考平面,求P处苹果的重力势能.(2)苹果由P落至C或落至D的过程中,求重力所做的功以及重力势能的变化量.解析(1)以A所在水平面为参考平面,P处的相对高度hA=0则P处苹果的重力势能EpA=mghA=0以C所在水平面为参考平面,P处的相对高度hC=2.2m则P处苹果的重力势能EpC=mghC=0.3×10×2.2J=6.6J以E所在水平面为参考平面,P处的相对高度hE=-1.6m则P处苹果的重力势能EpE=mghE=0.3×10×(-1.6)J=-4.8J.(2)苹果由P落至C处,高度降低ΔhC=2.2m则重力做正功WGC=mgΔhC=0.3×10×2.2J=6.6J重力势能变化量ΔEpC=-WGC=-6.6J苹果由P落至D处,高度降低ΔhD=5.2m则重力做正功WGD=mgΔhD=0.3×10×5.2J=15.6J重力势能变化量ΔEpD=-WGD=-15.6J.答案(1)06.6J-4.8J(2)6.6J-6.6J15.6J-15.6J教你析题读取题干获取信息与A等高的P处有一个质量m=0.3kg的苹果同一苹果在A、P两处重力势能相等以A、C、E所在水平面为参考平面分别选择不同的参考平面由P落至C或落至D对应两个下落高度教你破题获取题干关键信息建构物理模型:自由落体运动选择合适规律:

W=mgΔh

Ep=mgh关系:WG=-Δep规律方法重力做功与重力势能变化的关系:WG=Ep1-Ep2=-ΔEp,即重力势能变化多少是由重力做功的多少唯一量度的,与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关.2.金茂大厦是上海的标志性建筑之一,它的主体建筑包括地上101层,地下3层,高420.5m,距地面341m的第88层为观光层,环顾四周,极目眺望,上海新貌尽收眼底.假如一质量为60kg的游客在第88层观光(g取10m/s2).(1)求以地面为参考平面时游客的重力势能.(2)若游客乘电梯从地面上升到88层,重力做功与重力势能的变化各是多少?对点演练解析(1)以地面为参考平面,游客相对地面的高度为341m,则游客的重力势能为Ep=mgh=60×10×341J=2.046×105J.(2)游客上升过程中重力做功为WG=-mgh=-60×10×341J=-2.046×105J根据重力势能变化与重力做功关系可得ΔEp=-WG=2.046×105J.答案(1)2.046×105J(2)-2.046×105J2.046×105J探究点二弹力做功与弹性势能的关系导学探究撑竿跳高运动员可以借助手中的弯曲的竿跳得很高,拉开的弓可以把箭射出,压缩的弹簧可以把小球弹出去……思考并探究下面的问题:弯曲的竿、拉开的弓、压缩的弹簧有什么共同特征?提示它们的共同特征是具有能量,具有对外做功的本领,这种能量为弹性势能;而且弹性势能是通过弹力做功转化为其他形式的能量的.知识归纳1.弹性势能的产生原因(1)物体发生了弹性形变.(2)物体各部分间有弹力的作用.2.弹簧弹性势能大小的影响因素(1)弹簧的劲度系数.(2)弹簧的形变量.3.弹力做功与弹性势能变化的关系(1)弹力做功和重力做功一样也和路径无关,