4.4 势能-重力势能常见题型考法(共23张PPT)

(共23张PPT)
重力势能
常见题型考法
目录
重力做功与重力势能的比较
绳子、链条和流体的重力势能
链条动能定理
物理意义 表达式 影响因素 特点 标矢性 功能关系
重力做功 重力对物体做功 重力mg和初末位置的高度差 只与初末位置的高度有关；是过程量 标量 重力做功的过程是重力势能变化的过程，即：
重力势能 物体由于被举高而获得的能量 重力mg和所处的高度h 与参考平面的选取有关；是状态量 标量
1.重力做功与重力势能的比较
1．如图所示，ACP和BDP是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道，A、P、B三点位于同一水平面上，C和D分别为两轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从A和B两处同时无初速度释放，则下列说法不正确的是（ ）
A．两小球到达C点和D点时，对轨道的压力大小相等
B．两小球到达C点和D点时，机械能相等
C．两小球到达C点和D点时，角速度相等
D．小球从A到C的过程中重力的功率先增大后减小
绳子、链条和流体的重力势能
求解重力势能的两种方法：
2.重力势能的解法
关于绳子、链条及流体的重力势能及其变化
(1).有质量的绳或铁链
A.若绳被拉直，则重心在绳的中心，设离地高度H:
B.若一部分在桌面，另一部分悬空，要分段求出每一部分的重力势能
3.常见模型
3.常见模型
关于绳子、链条及流体的重力势能及其变化
(2).流体
U形容器中液体或者铁链等连续体发生高度的变化，求解相关物理量的问题。
问题识别：
在连续体中，我们研究其中一部分的时候，往往用质心来等效该部分的重力作用点，并据此得到该部分的重力势能变化，动能变化等。
等效法：
大坝内外的液面差为h
等效长为0.5h的液柱从左转移到右侧，高度差为0.5h，重力势能为重力与重心高度乘积
计算重力势能变化量时，将整个系统的移动等效为部分连续体的移动，在图中状态变到两边液面相平时，等效为部分液体的质心移动。
移动部分的重力势能变化可以写做：
3.常见模型
1、一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是 ( )
A. 铁块的重力势能大于木块的重力势能
B. 铁块的重力势能等于木块的重力势能
C. 铁块的重力势能小于木块的重力势能
D. 上述三种情况都有可能
练习
练习
2、如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则软绳重力势能变化为？
3、如图所示，质量为m的均匀金属链条，长为L有一半在光滑的足够高的斜面上，另一半竖直下垂在空中。已知斜面倾角为30°，顶端是一个很小的圆弧。从静止开始释放后整个链条滑动，当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能的减少量为（　　）
A．
B．
C．
D．
4、如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管内装有同种液体，管中液柱总长度为4h，开始时使两边液面高度差为h，后来让液体自由流动（不计空气阻力和液体与容器之间的阻力），当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为（　　）
A．
B．
C．
D．

练习
链条动能定理
无法看成质点的动能定理
解题方法：
1.画出初-末状态图
2.对比图像找出变化的部分物体
3.找出变化部分物体的质心变化列动能定理
1、一条长为l，质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上，其中有四分之一悬在桌边，如图所示，松后后，链条滑离桌面，
问：（1）从开始到链条刚滑离桌面过程中重力做了多少功？
（2） 整个链条全部脱离桌面时的速度多大？
1、一条长为l，质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上，其中有四分之一悬在桌边，如图所示，松后后，链条滑离桌面，
问：（1）从开始到链条刚滑离桌面过程中重力做了多少功？
（2） 整个链条全部脱离桌面时的速度多大？
分析：变化的就是那四分之三链条
无法看成质点的动能定理
解题方法：
1.画出初-末状态图
2.分析出初末状态重力势能
3.WG=Ep初-Ep末
1、一条长为l，质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上，其中有四分之一悬在桌边，如图所示，松后后，链条滑离桌面，
问：（1）从开始到链条刚滑离桌面过程中重力做了多少功？
（2） 整个链条全部脱离桌面时的速度多大？
反馈练习1、一条长为l，质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上，其中有三分之一悬在桌边，用手拉住链条的左端使整个链条保持静止。
问：（1）若用手缓慢向左拉动链条，当把整个链条都拉到桌面上时需要做多少功？
（2）若撤去F，当整个链条全部脱离桌面时的速度多大？
练习2、一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半悬在桌边，桌面足够高，如图a所示。若将一个质量为m的小球分别拴在链条左端和右端，如图b、图c所示。约束链条的挡板光滑，三种情况均由静止释放，当整根链条刚离开桌面时，关于它们的速度关系，下列判断中正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．