物理滬科版必修2學案：課堂互動41勢能的變化與機械功含解析

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1、課堂互動三點剖析一、重力勢能的理解1.對重力勢能的理解（1）重力勢能是狀態(tài)量、標量.物體的位置發(fā)生了變化，物體的重力勢能也就發(fā)生變化，重力勢能是狀態(tài)量.重力勢能的變化暈與重力所做的功相對應(yīng)，而重力的功是標暈，重力勢能也是標量.（2）重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng).如果沒有地球?qū)ξ矬w的吸引，就談不上重力做功和重力勢能；物體所在的高度是由物體同地球組成的系統(tǒng)內(nèi)部的相對位置所決定的，因此重力勢能是這個系統(tǒng)的，而不是物體單獨具有的.（3）重力所做的功只跟初位置的高度和末位置的高度有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(guān).只耍起點和終點

2、的位置相同，不論物體沿著什么路徑由起點到達終點，是沿著直線還是曲線路徑，重力所做的功都是相同的.2.重力勢能具有相對性對于放在桌子上的物體而言，如果以物體的重心所在的水平面為參考平面，該物體的重力勢能就為0:如果以水平地面為參考平面，該物體的重力勢能就為正值：如果以水平天花板為參考平面，該物體的重力勢能就為負值.3.重力勢能的變化與參考平面的選取無關(guān)圖4-1-3中，若選取水平地面為參考平面，物體在初位置和末位置的重力勢能分別為：Epl=mghi，Ep2=mgh2,物體從初位置到末位置,重力勢能的變化:AEp=Ep2-

3、Epl=-mgh,即重力勢能減少了mgh；圖4-1-3若選取物體的末位置所在水平面為參考平面，物體在初位置和末位置的重力勢能分別為：Epl=mgh,Ep2=0,物體從初位置到末位置，重力勢能的變化厶Ep=Ep2-Epl=0-mgh=-mgh,即重力勢能減少了mgh；［］可見，選取不同的參考平面，不影響重力勢能的差值.4?重力做功與重力勢能變化的關(guān)系重力所做的功的表達式：Wg=Ep1-Ep2.可見，當物體向下運動時，重力做正功，WG>0,則EP1>EP2,即重力勢能減少，重力勢能減少的數(shù)量等于重力所做的功；當物體向上運

4、動時，重力做負功（物體克服重力做功），WG<0,則EplVEp2,即重力勢能增加，重力勢能增加的數(shù)量等于克服重力所做的功.【例1］沿著高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向上將同一物體拉到頂端，以下說法中正確的是?！ǎ〢.沿坡度小、長度大的斜面上升克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多D.上述兒種情況克服重力做功一樣多解析：本題考查重力做功與路徑無關(guān)的理解.重力做功與路徑無關(guān)，只與高度差有關(guān)，由于各種情況下重物上升的高度相同，所以克服重力做

5、功相同.答案：D二、對彈性勢能的理解（1）物體具有彈性勢能的條件是發(fā)生了彈性形變.卷緊的發(fā)條、拉長或壓縮的彈簧、拉開的弓、正在擊球的網(wǎng)球拍、撐桿運動員手中彎曲的桿等等，都發(fā)生了彈性形變，都具有彈性勢能.（2）彈性勢能與拉力做功的關(guān)系.當彈簧的長度為原長時，我們設(shè)它的彈性勢能為0,彈簧被拉長或縮短后就具有了彈性勢能我們研究彈簧被拉長的情況，那么彈費的彈性勢能應(yīng)該與拉力所做的功相等.可見，研究彈性勢能的表達式，只需研究拉力做功的表達式.（3）重力勢能是地球與物體相互作用具有的能，是物體和地球共有的；發(fā)生彈性形變的物體各質(zhì)

6、點之間存在相互作用的彈力，彈性勢能是這些質(zhì)點相互作用而具有的能.研究發(fā)現(xiàn),一切受到吸引力或排斥力作用的物體由于相對位置發(fā)生了變化都具有勢能.人們又把這類相對位置決定的能叫位能.（4）彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系跟重力做功與重力勢能變化的關(guān)系極其相似?重力做正功，重力勢能減少；重力做負功（物體克服重力做功），重力勢能增加.同樣，彈力做正功，彈性勢能減少；彈力做負功（物體克服彈力做功），彈性勢能增加.【例2】關(guān)于彈性勢能，下列說法中正確的是（）A.任何發(fā)生彈性形變的物體，都具有彈性勢能B.任何

7、具有彈性勢能的物體，一定發(fā)生了彈性形變C.物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢能D.彈簧的彈性勢能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)解析：由彈性勢能的定義和相關(guān)因素進行判斷.發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于彈力作用而具有的勢能，叫做彈性勢能.所以，任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能，任何具有彈性勢能的物體一定發(fā)生了彈性形變.物體發(fā)生了形變，若是非彈性形變，無彈力作用，則物體就不具有彈性勢能.彈簧的彈性勢能除了跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)外，還跟彈簧勁度系數(shù)的大小有關(guān).答案：AB各個擊破類題演練1如圖4?1?4所示，桌

8、面高為h,質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計空氣阻力，假設(shè)桌而處的重力勢能為0,則小球落到地面前瞬間的重力勢能為（）OT-H圖4-1-4A.mghB.mgHC.mg（h+H）D.—mgh解析：重力勢能的大小是相對參考平面而言的，參考平面選擇不同，物體的高度不同，重力勢能的大小則不同.據(jù)題意知已選定桌面為參考平面，則小球在最高點時的高度為