7.4和7.5 重力势能、弹性势能 期末复习学案 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 7.4和7.5 重力势能、弹性势能 期末复习学案 Word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 299.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-12 12:41:37 | ||
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文档简介
重力势能、弹性势能
1．物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，单位是焦耳(J)。
2．要确定重力势能的大小，首先必须确定一个参考平面(高度为零，重力势能为零的一个水平面，通常选地面)。参考平面不同，重力势能的值不同。
3．如果物体的质量为m，重力加速度为g，物体离参考平面的高度为h，则物体的重力势能EP＝mgh，重力势能是标量，为正，表示物体在参考面的上方；为负，表示物体在参考面的下方。
4．重力做正功时，物体重力势能减少；重力做负功时，物体重力势能增加。
5．由于弹力的相互作用而具有的势能，叫做弹性势能。
6．弹力做正功时，物体弹性势能减少；弹力做负功时，物体弹性势能增加。
例1 边长为L，质量为m的物体(可看作质点)静止放在高为L的木箱上，在其旁边有一高为H(H>L)的水平桌面，如图所示。
(1)若选地面为零势能点，立方体物体的重力势能为多少？
(2)若选桌面为零势能点，立方体物体的重力势能为多少？
【解析】 (1)若选地面为零势能点，木块的重力势能
Ep＝mgL
(2)若选桌面为零势能点，物体重力势能Ep′＝0－mg(H－L)＝mg(L－H)
【答案】 (1)mgL (2)mg(L－H)
例2 奥运会比赛项目撑杆跳高如下图所示，下列说法不正确的是( )
A．加速助跑过程中，运动员的动能增加
B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加
C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加
D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少，动能增加
【解析】 加速助跑过程中运动员的速度增大，动能增加，A对；起跳上升过程中杆的形变量先变大，再变小，故弹性势能先增加再减少，B错；起跳上升过程中运动员位置升高，重力势能增加，C对；越过横杆后下落过程中，运动员所受重力做正功，重力势能减少，动能增加，D对。
【答案】 B
1．(多选)关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是( )
A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加量
B．在同一高度，将物体以初速v0向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等
C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和
2．如图所示，“蹦蹦跳”杆中的弹簧向上弹起，从图中1到2弹簧恢复原长的过程中，关于小孩的重力势能和弹簧的弹性势能的变化，下列说法正确的是( )
A．重力势能减小，弹性势能增加
B．重力势能减小，弹性势能减小
C．重力势能增加，弹性势能减小
D．重力势能增加，弹性势能增加
3．质量为m的物体，沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑，当下滑时间t时重力势能减少量为( )
A.mg2t2 sin α B.mg2t2
C．mg2t2 D.mg2t2 sin2 α
4．用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法( )
A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零
B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功
C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零
D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功
5．(多选)如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是( )
A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比
B．物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等
C．弹力做正功，弹簧的弹性势能减小
D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加
6．如图所示，质量为m的物体，放于水平面上，物体上竖直固定一长度为l、劲度系数为k的轻质弹簧，现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上升一段距离。在这一过程中，若P端上移的距离为H，求物体重力势能的增加量。
1．(多选)关于重力做功和物体的重力势能的变化，下列说法正确的是( )
A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少
B．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
C．地球上每一个物体的重力势能都有一个确定值
D．重力做功的多少与参考平面的选取无关
2．如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能为( )
A．mgh B．mgH
C．mg(H＋h) D．mg(H－h)
3．从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率及重力势能的变化量分别为( )
A．300 W 450 J B．400 W 150 J
C．500 W 300 J D．700 W 0
4．井深8 m，井上支架高为2 m，在支架上用一根3 m长的绳子系住一个重100 N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)( )
A．100 J B．700 J
C．－100 J D．无法确定
5．如图所示，轻质弹簧下悬挂一个小球，手掌托小球使之缓慢上移，弹簧恢复原长时迅速撤去手掌使小球开始下落。不计空气阻力，取弹簧处于原长时的弹性势能为零。撤去手掌后，下列说法正确的是( )
A．刚撤去手掌瞬间，弹簧弹力等于小球重力
B．小球速度最大时，弹簧的弹性势能为零
C．弹簧的弹性势能最大时，小球速度为零
D．小球运动到最高点时，弹簧的弹性势能最大
6．如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山上的A、B处，A、B两点水平距离为16 m，竖直距离为2 m，A、B间绳长为20 m．质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处．以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态)( )
A．－1.2×103 J B．－7.5×102 J
C．－6.0×102 J D．－2.0×102 J
重力势能、弹性势能
课堂练习
1．AB 2.C 3.D 4.C 5.BD
6．【答案】mg
【解析】物体刚好离开地面时，弹簧的伸长量Δx＝
故物体上升的高度Δh＝H－Δx＝H－
物体重力所做的功W＝－mgΔh＝－mg
所以物体重力势能的增加量为mg
课后练习
1．ABD 2.B 3.A 4.C 5.C 6.B
1．物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，单位是焦耳(J)。
2．要确定重力势能的大小，首先必须确定一个参考平面(高度为零，重力势能为零的一个水平面，通常选地面)。参考平面不同，重力势能的值不同。
3．如果物体的质量为m，重力加速度为g，物体离参考平面的高度为h，则物体的重力势能EP＝mgh，重力势能是标量，为正，表示物体在参考面的上方；为负，表示物体在参考面的下方。
4．重力做正功时，物体重力势能减少；重力做负功时，物体重力势能增加。
5．由于弹力的相互作用而具有的势能，叫做弹性势能。
6．弹力做正功时，物体弹性势能减少；弹力做负功时，物体弹性势能增加。
例1 边长为L，质量为m的物体(可看作质点)静止放在高为L的木箱上，在其旁边有一高为H(H>L)的水平桌面，如图所示。
(1)若选地面为零势能点，立方体物体的重力势能为多少？
(2)若选桌面为零势能点，立方体物体的重力势能为多少？
【解析】 (1)若选地面为零势能点，木块的重力势能
Ep＝mgL
(2)若选桌面为零势能点，物体重力势能Ep′＝0－mg(H－L)＝mg(L－H)
【答案】 (1)mgL (2)mg(L－H)
例2 奥运会比赛项目撑杆跳高如下图所示，下列说法不正确的是( )
A．加速助跑过程中，运动员的动能增加
B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加
C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加
D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少，动能增加
【解析】 加速助跑过程中运动员的速度增大，动能增加，A对；起跳上升过程中杆的形变量先变大，再变小，故弹性势能先增加再减少，B错；起跳上升过程中运动员位置升高，重力势能增加，C对；越过横杆后下落过程中，运动员所受重力做正功，重力势能减少，动能增加，D对。
【答案】 B
1．(多选)关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是( )
A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加量
B．在同一高度，将物体以初速v0向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等
C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和
2．如图所示，“蹦蹦跳”杆中的弹簧向上弹起，从图中1到2弹簧恢复原长的过程中，关于小孩的重力势能和弹簧的弹性势能的变化，下列说法正确的是( )
A．重力势能减小，弹性势能增加
B．重力势能减小，弹性势能减小
C．重力势能增加，弹性势能减小
D．重力势能增加，弹性势能增加
3．质量为m的物体，沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑，当下滑时间t时重力势能减少量为( )
A.mg2t2 sin α B.mg2t2
C．mg2t2 D.mg2t2 sin2 α
4．用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法( )
A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零
B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功
C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零
D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功
5．(多选)如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是( )
A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比
B．物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等
C．弹力做正功，弹簧的弹性势能减小
D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加
6．如图所示，质量为m的物体，放于水平面上，物体上竖直固定一长度为l、劲度系数为k的轻质弹簧，现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上升一段距离。在这一过程中，若P端上移的距离为H，求物体重力势能的增加量。
1．(多选)关于重力做功和物体的重力势能的变化，下列说法正确的是( )
A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少
B．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
C．地球上每一个物体的重力势能都有一个确定值
D．重力做功的多少与参考平面的选取无关
2．如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能为( )
A．mgh B．mgH
C．mg(H＋h) D．mg(H－h)
3．从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率及重力势能的变化量分别为( )
A．300 W 450 J B．400 W 150 J
C．500 W 300 J D．700 W 0
4．井深8 m，井上支架高为2 m，在支架上用一根3 m长的绳子系住一个重100 N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)( )
A．100 J B．700 J
C．－100 J D．无法确定
5．如图所示，轻质弹簧下悬挂一个小球，手掌托小球使之缓慢上移，弹簧恢复原长时迅速撤去手掌使小球开始下落。不计空气阻力，取弹簧处于原长时的弹性势能为零。撤去手掌后，下列说法正确的是( )
A．刚撤去手掌瞬间，弹簧弹力等于小球重力
B．小球速度最大时，弹簧的弹性势能为零
C．弹簧的弹性势能最大时，小球速度为零
D．小球运动到最高点时，弹簧的弹性势能最大
6．如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山上的A、B处，A、B两点水平距离为16 m，竖直距离为2 m，A、B间绳长为20 m．质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处．以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态)( )
A．－1.2×103 J B．－7.5×102 J
C．－6.0×102 J D．－2.0×102 J
重力势能、弹性势能
课堂练习
1．AB 2.C 3.D 4.C 5.BD
6．【答案】mg
【解析】物体刚好离开地面时，弹簧的伸长量Δx＝
故物体上升的高度Δh＝H－Δx＝H－
物体重力所做的功W＝－mgΔh＝－mg
所以物体重力势能的增加量为mg
课后练习
1．ABD 2.B 3.A 4.C 5.C 6.B