鲁科版（2019）高中物理必修第二册导学案1.4势能及其改变

势能及其改变
【学习目标】
1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。
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．了解弹性势能。
【学习重点】
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
【学习难点】
重力势能的系统性和相对性。
【学习过程】
一、重力势能
势能：________________________________________________________________。
1．重力做功
（1）物体的高度发生变化时，重力要做功：
物体被举高时，重力做__________功，物体下降时，重力做____________功。
（2）物体运动时，重力对它做的功只跟_______有关，而跟物体运动的_________无关，可见物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积mgh，具有特殊意义。
2．重力势能
（1）表达式：___________，单位：__________。
（2）重力势能具有_________。只有选定____________后，才能具体确定重力势能的量值，故Ep=mgh中的h是物体相对于_____________的高度。
（3）重力势能是___________与___________所组成的这个物体“系统”所共有的。
二、重力做功与重力势能的改变
重力做功与重力势能的关系式是____________；
当物体的重力做正功时，WG＞0，即Ep1______Ep2，重力势能____________；
当物体的重力做负功时，WG＜0，即Ep1______Ep2，重力势能____________。
物体的高度变化时，重力要做功，重力势能的改变与重力做功有关。重力势能的改变只由重力做功引起。质量为m的物体，由A点下落到B点，A点高度为h1，B点高度为h2。在这个过程中，重力做功WG=______________。
在这个过程中重力势能的改变量ΔEp=EpB-EpA，所以重力做功和重力势能改变量的关系为WG=-ΔEp。
三、弹性势能及其改变
（1）发生弹性形变的物体，在恢复形变时能对外界做功，具有一种潜在的能量。
（2）弹性势能有关因素：_______________________________________。
【巩固练习】
1．将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，那么（ ）
A．不论选定什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增加值相同
B．不论选定什么参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能相等
C．不同的参考平面，两种情况中，重力做功不等
D．不同的参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能肯定不等
2．同一物体，第一次被匀速提升到10m高处，第二次被沿着倾角为30°的光滑斜面拉到位移为20m处，那么，在这两次过程中（ ）
A．第一次增加的重力势能大
B．第二次增加的重力势能大
C．两次增加的重力势能一样大
D．两次物体克服重力做功值相等
3．下列说法中正确的是（ ）
A．选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的
B．物体克服重力做功，物体的重力势能增加
C．重力对物体做正功，物体的重力势能增加
D．重力势能为负值的物体，肯定比重力势能为正值的物体做功要少
4．质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的作用，下落的加速度为0.8g，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体重力做的功为mgh
B．物体的动能增加了mgh
C，物体重力势能减少了mgh
D．物体克服阻力所做的功为0.2mgh
5．在水平面上竖直放置一轻质弹簧，有一个物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧直至速度减为零时（ ）
A．物体的重力势能最大
B．物体的动能最大
C．弹簧的弹性势能最大
D．弹簧的弹性势能最小
43897554489456．质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深为h的坑，如图所示，在此过程中（ ）
A．重力对物体做功mgH
B．物体重力势能减少mg（H+h）
C．合力对物体做的总功为零
D．地面对物体的平均阻力为mgH/h
7．下列关于弹性势能的说法中，正确的是（ ）
A．任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能
B．任何具有弹性势能的物体，一定发生弹性形变
C．物体只要发生形变，就一定具有弹性势能
D．弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关
8．井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体。若以地面为参考平面，则物体的重力势能为____________；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能为_____________。
9．在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖一块一块地竖直叠放起来，需要做的功为_____________。
10.质量是5kg的铜球，从离地面15m高处自由下落1s，其重力势能变为_____________。（g取10m/s2，取地面为参考平面）
11．如图所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为kl和k2，上面的木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这过程中，两木块的重力势能各增加多少？
12．质量为m的物体放在地面上，其上表面竖直固定一根轻弹簧，弹簧原长为L，劲度系数为k，下端与物体相连接，如图所示。现将弹簧上端P缓慢提一段距离H，使物体离开地面。若以地面为参考平面，试求此时物体的重力势能。
参考答案：
1．A 2．CD 3．AB 4．ACD 5．C 6．BC 7．AB
8．-100J 700J
9．nn-1mgh2
10.500J
11．m1m1gk1+m2gk2g
12．mgH-mgk