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1、學(xué)案1 勢能的變化與機械功[學(xué)習(xí)目標定位] 1.認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.2.理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系.3.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、重力勢能1．定義：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能．2．大?。何矬w的重力勢能等于它所受重力和它的高度的乘積，即Ep＝mgh.3．單位：在國際單位制中，勢能的單位是焦(耳)，符號是J.二、重力做功跟重力勢能的變化的關(guān)系1．關(guān)系式：W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.2．兩種情況：(1)當(dāng)重力對物體做正功時，物體的
2、重力勢能減小，做了多少功重力勢能就減少多少．(2)當(dāng)重力對物體做負功時，物體的重力勢能增加，做了多少功重力勢能就增加多少．3．重力做功的特點：重力對物體做的功只跟物體的初始位置和末了位置的高度有關(guān)，而跟物體經(jīng)過的路徑無關(guān)．三、彈性勢能1．定義：物體發(fā)生彈性形變時具有的勢能叫做彈性勢能．2．大?。簭椈傻膭哦认禂?shù)為k，彈簧的伸長量或壓縮量為x，則彈簧的彈性勢能Ep＝kx2.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[問題設(shè)計]如圖1所示，質(zhì)量為m的物體自高度為h1的A處下落至高度為h2的B處，求此過程中重力做的功．圖1答案 由功的計算方法可
3、得，此過程中重力做功W＝mgΔh＝mg(h1－h(huán)2)＝mgh1－mgh2.[要點提煉]1．重力勢能(1)重力勢能的大?。篍p＝mgh.(2)重力勢能的相對性①重力勢能具有相對性，即Ep與選取的參考平面(零勢能面)有關(guān)．因此，在計算重力勢能時，必須首先選取參考平面．②重力勢能的變化是絕對的，它與參考平面的選取無關(guān)．③正負的含義：在參考平面上方物體的重力勢能是正值，表示物體在這一位置的重力勢能比在參考平面上時大；在參考平面下方，物體的重力勢能是負值，表示物體在這一位置的重力勢能比在參考平面上時?。?3)重力勢能的系統(tǒng)性：重力勢能是地球與物體所組
4、成的系統(tǒng)共有的．2．重力做功與重力勢能變化的關(guān)系(1)關(guān)系：重力做功是重力勢能變化的量度．即W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.(2)兩種情況：二、重力做功跟路徑無關(guān)1．重力做的功WG＝mg(h1－h(huán)2)，其中h1、h2分別是物體初、末位置的高度．物體由高處運動到低處時，重力做正功．物體由低處運動到高處時，重力做負功．2．重力做功的特點：物體運動時，重力對物體所做的功只與物體初、末位置的高度差有關(guān)，與物體運動的路徑無關(guān)．三、彈力做功與彈性勢能1．彈性勢能：Ep＝kx2.2．對彈性勢能的理解(1)系統(tǒng)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
5、位置改變而具有的能量，因此彈性勢能具有系統(tǒng)性．(2)相對性：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．3．彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：W彈＝－ΔEp.(1)彈力做正功，彈性勢能減少，彈力做功的數(shù)值等于彈性勢能的減少量．(2)彈力做負功，彈性勢能增加，彈力做功的數(shù)值等于彈性勢能的增加量．典例精析一、對重力做功的理解與計算例1 物體沿不同的路徑從A運動到B，如圖2所示，則( )圖2A．沿路徑ACB重力做的功大些B．沿路徑ADB重
6、力做的功大些C．沿路徑ACB和路徑ADB重力做功一樣多D．以上說法都不對解析 重力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān)，故兩種情況下重力做功一樣多，C正確，A、B、D錯誤．答案 C二、對重力勢能的理解例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解析 選取不同的零勢能面，則同一位置的物體的重力勢能是不同的，故A錯誤；重力勢能的改變量等于重力做功的多少，故若重力做功，
7、重力勢能一定發(fā)生變化，故B正確；物體若在豎直方向做勻速直線運動，物體的高度變化，重力勢能也會發(fā)生變化，故C錯誤；重力勢能的大小是相對于零勢能面的高度決定的，重力勢能為零只能說明物體處于零勢能面上，它對下方的物體同樣可以做功，故D錯誤．答案 B三、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系例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3所示，在此過程中( )圖3A．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)解析 從初位置到末位置物體的高度下
8、降了H＋h，所以物體的重力做功為WG＝mg(H＋h)，故A錯，B正確；重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功，所以ΔEp＝mg(H＋h)，故C正確，D錯誤．答案
