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《物理滬科版必修2學案：講練互動41勢能的變化與機械功含解析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、講練互動【例1】一實心正方體鐵塊與一實心正方體木塊質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列結論中正確的是…()A.鐵塊的重力勢能大于木塊的重力勢能B.鐵塊的重力勢能等于木塊的重力勢能C.鐵塊的重力勢能小于木塊的重力勢能D.上述三種情況都有可能解析：由于鐵塊和木塊的密度不同，所以，質(zhì)量相等的鐵塊和木塊，木塊的體積較大，放在同一水平地面上時，木塊的重心高，因此，木塊的重力勢能較大.答案:C綠色通道明確重力勢能的定義式Ep=mgh中各物理量的意義，其中m指的是物體的質(zhì)量,h指的是物體的重心與勢能零點的高度差，可見重力勢能與質(zhì)量和高度
2、差都成正比關系..變式訓練1?質(zhì)量為m的小球從離桌面H處自由落下，已知桌面高為h,假設桌面處為零勢面，則小球落到地面前瞬間的重力勢能為()A.mghB.mgHC.mg(h+H)D.-mgh解析：桌面處為零勢面，小球落到地面前瞬間的高度為一h,所以其重力勢能為一mgh.答案:D【例2】如圖4?1?3所示，在水平地面上平鋪n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m,厚度為h.如將磚-塊一塊地疊放起來，至少需要做多少功？解析:分析本題的關鍵是抓住重力做功與重力勢能變化量之間的關系.對n塊磚整體研究，從它們平鋪在地面上到一塊一塊疊放起來，外力所做的功至
3、少等于磚所增加的重力勢能.W=nmg-(—nh)—nmg-(—h)=—n(n—1)mgh.222答案丄n(n—1)mgh黑色陷阱分析本題容易出現(xiàn)的錯誤為：以地面為零勢能面，認為初位置的重力勢能為零,或將末位置的重力勢能當作nmgh來處理.變式訓練2.如圖4?1?4所示，重物A質(zhì)量為m,置于水平地面上，其上表面豎直連接著一根輕彈簧，彈簧長為L,勁度系數(shù)為k.現(xiàn)將上端P緩緩地豎直提起一段距離L,使重物離開地血，這吋重物具有的重力勢能為多少？(以地面為零勢能面)解析：當彈簧的彈力等于重力mg時，P點上升的高度為些，此時物體處于靜止狀
4、態(tài)，所k以將上端P緩緩地豎直提起一段距離L,重物上升的高度為L■些,其重力勢能為mg（L_￥）.k答案：mg（L-^）k【例3】如圖4?1?5所示，質(zhì)量為m的小物體沿圓弧面從A點無初速地滑下，圓弧的半徑為R,A點與圓心等高，滑到圓弧的最低點B時，物塊的速度為v.則下滑過程中，重力對物體做的功為,物體克服阻力做的功為.圖4亠5解析：對物體下滑過程進行分析可知，對物體做功的只有重力和阻力，重力做功與路徑無關,取決于物體的初末位置；下滑過程中，物體受到的阻力為一變力，應根據(jù)動能定理求出阻力做的功.重力對物體做的功為WG=mgR對物體
5、從A到B的過程應用動能定理得mgR-Wr丄mv2—02所以物體克服阻力做的功為WrmgR--mv2.答案:mgRmgR—丄mv?2黑色陷阱該題容易忽視重力做功與路徑無關的特點，且忽略了阻力是個變力，把它當成恒力求解，錯誤得到WG=mg—7tR,而摩擦力做功為W（=—pmg—tiR.44變式訓練2.在離地面高H處口靜止釋放質(zhì)量為m的小皮球，皮球和地面多次撞擊后停留在地面上.已知皮球和地面作用時無動能損失，皮球在升降過程中受空氣阻力，大小恒為f.試求在這一過程中皮球通過的路程.（重力加速度為g）解析：阻力所做的功為阻力與其路程的乘
6、積，根據(jù)動能定理可知，克服阻力所做的功等于重力所做的功，即mgH=fs,解得mgH【例4】（經(jīng)典回放）如圖4亠6所示，將橫截面積為S的玻璃管彎成連通器，放在水平桌面上，左、右管處在豎直狀態(tài)，先關閉閥門K,往左、右管中分別注入高度為h
7、和h2、密度為p的液體，然后打開閥門K,直到液體靜止.在上述過程中，液體的重力勢能減少了???（）圖4-1-6D.嚴S(hf)A.pgS(hi—I")C4PgS(h，"h2)解析：抓住重力做功與重力勢能變化的關系以及重力做功的特點，采用等效法分析.解：打開閥門K后，左管中的液體流向右管，直到兩管液
8、面相平，相當于把左管中高為如巴的液體“搬''到右管中，其重心下降的高度為處二所以該過程中，液體重力勢能的減少量為AEp=pgS~/?1-~，1]=-pgS（h2-h!）2.答案:C黑色陷阱由于弄不清楚物體初、末狀態(tài)，且沒有正確選収研究對象，而錯誤地認為變式訓練2.如圖4?1?7所示，水塔是在空中的盛水容器，有兩個注水口，一個在頂部，一個在底部.注滿一水塔水，則（）S4-1-7A.從頂部注水做功多C.從兩注水口注水做功一樣多B.從底部注水做功多D.條件不足，不能比較從上下注水做功多少解析：從頂部注水必須使水被提高到A點后才能注入
9、容器，但從底部注水，只要使水的高h度提高到H+—（將水看作質(zhì)點，其位置在重心位置）即可，所以從頂部注水需要克服重力所做的功多.答案:A體驗探究【問題】根據(jù)下面的實例，你能分析重力勢能與哪些因素有關嗎？（1）玩滑梯是小朋友喜歡的一種游戲，小朋友先從一側費力地爬到高處，然后從另一
