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1、第4章能量守恒與可持續(xù)發(fā)展4.1勢能的變化與機械功學(xué)習(xí)目標(biāo)定位認(rèn)識重力做功與物體運動的路徑無關(guān)的特點,理解重力勢能的概念.理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系.知道重力勢能具有相對性,知道重力勢能是物體和地球所組成的系統(tǒng)所共有的.知識儲備區(qū)一、1.舉高2.重力高度mgh3.焦(耳)J二、1.Ep1-Ep2-ΔEp2.(1)減少減少多少(2)增加增加多少3.高度路徑學(xué)習(xí)探究區(qū)一、研究重力做功跟重力勢能變化的關(guān)系二、重力做功跟路徑無關(guān)三、彈力做功與彈性勢能一、研究重力做功跟重力勢能變化的關(guān)系問題設(shè)計如圖所示,質(zhì)量為m的物體自高度
2、為h2的A處下落至高度為h2的B處,求此過程中重力做的功.答案WG=mg(h1-h(huán)2)=mgΔh1.重力勢能mgh要點提煉(1)重力勢能Ep=.(2)重力勢能的相對性①重力勢能具有性,即Ep與選取的參考平面(零勢能面)_____.因此,在計算重力勢能時,必須首先選取參考平面.②重力勢能的變化是的,它與參考平面的選取____.相對有關(guān)絕對③正負(fù)的含義:在參考平面上方物體的重力勢能是值,表示物體在這一位置的重力勢能比在參考平面上時;在參考平面下方,物體的重力勢能是值,表示物體在這一位置的重力勢能比在參考平面上時.無關(guān)正大小負(fù)
3、2.重力做功與重力勢能改變的關(guān)系:即W=________=_____(2)兩種情況:要點提煉Ep1-Ep2物體由高到低重力勢能減小物體由低到高重力勢能增加返回(1)關(guān)系:重力做功是重力勢能變化的______.量度-ΔEp二、重力做功跟路徑無關(guān)1.重力做的功:其中h1、h2分別是初、末位置的高度.物體由高處運動到低處時,重力做功.物體由低處運動到高處時,重力做功.物體運動時,重力對物體所做的功只與物體初、末位置的_______有關(guān),與物體運動的無關(guān).正負(fù)2.重力做功的特點:高度差路徑返回三、彈力做功與彈性勢能1.彈性勢能:
4、Ep=kx2.2.對彈性勢能的理解(1)系統(tǒng)性:(2)相對性:彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點因相對位置改變而具有的能量,因此彈性勢能具有系統(tǒng)性.彈性勢能的大小與選定的零勢能位置有關(guān),對于彈簧,一般規(guī)定彈簧處于原長時的勢能為零勢能.注意對于同一個彈簧,伸長和壓縮相同的長度時,彈簧的彈性勢能是相同的.三、彈力做功與彈性勢能3.彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系:W彈=_____(2)彈力做負(fù)功,彈性勢能,彈力做功的數(shù)值等于彈性勢能的.(1)彈力做正功,彈性勢能,彈力做功的數(shù)值等于彈性勢能的.減少量減少增加增加量-ΔEp返回
5、一、對重力做功的理解與計算典例精析例1物體沿不同的路徑從A運動到B,如圖所示,則()A.沿路徑ACB重力做的功大些B.沿路徑ADB重力做的功大些C.沿路徑ACB和路徑ADB重力做功一樣多D.以上說法都不對C與路徑無關(guān);只與始末位置的高度差有關(guān)返回例2關(guān)于重力勢能,以下說法中正確的是()A.某個物體處于某個位置,重力勢能的大小是唯一確定的B.只要重力做功,重力勢能一定變化C.物體做勻速直線運動時,重力勢能一定不變D.重力勢能為零的物體,不可能對別的物體做功典例精析二、對重力勢能的理解B與零勢能面的選取有關(guān)mh0J0J豎直方
6、向hh0J返回m例3質(zhì)量為m的物體從離湖面H高處由靜止釋放,落在距湖面為h的湖底,如圖所示,在此過程中()A.重力對物體做功為mgHB.重力對物體做功為mg(H+h)C.物體的重力勢能減少了mg(H+h)D.物體的重力勢能增加了mg(H+h)典例精析C三、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系mg位移為H+hWG=mg(H+h)B重力做正功,重力勢能減少返回典例精析四、彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系返回例4如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一端固定在墻上,在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)撤去F后,物體將向右
7、運動,在物體向右運動的過程中,下列說法正確的是()A.彈簧對物體做正功,彈簧的彈性勢能逐漸減小B.彈簧對物體做負(fù)功,彈簧的彈性勢能逐漸增加C.彈簧先對物體做正功,后對物體做負(fù)功,彈簧的彈性勢能先減少再增加D.彈簧先對物體做負(fù)功,后對物體做正功,彈簧的彈性勢能先增加再減少壓縮狀態(tài)原長拉伸狀態(tài)彈力做正功,彈性勢能減小彈力做負(fù)功,彈性勢能增加C課堂要點小結(jié)勢能的變化重力做功的特點:與路徑無關(guān),只取決于初、末位置的高度差.重力勢能重力做功與重力勢能的關(guān)系彈力做功與彈性勢能的關(guān)系:表達(dá)式:Ep=mgh單位:焦耳(J)相對性:與參考
8、平面的選取有關(guān)重力做正功,重力勢能減少重力做負(fù)功,重力勢能增加關(guān)系式:WG=Ep1-Ep2返回彈力做正功,彈性勢能減少彈力做負(fù)功,彈性勢能增加自我檢測區(qū)12341.(對重力做功的理解)沿著高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的兩個斜面,向上拉同一物體到頂端,下列說法中正確的是()A.沿坡度大的斜面上升克服重力做的功多B