人教版福建省福鼎市第二中学高三物理 11月份课时复习课件合辑 第2节 势能的改变.ppt

第第2 2节节 势能的改变势能的改变2021/8/9 星期一11.1.理解重力势能的概念理解重力势能的概念,能用重力势能的表达式计算。能用重力势能的表达式计算。2.2.知道重力势能的变化与重力做功的关系。知道重力势能的变化与重力做功的关系。3.3.了解弹性势能的改变。了解弹性势能的改变。2021/8/9 星期一2陨陨石石坑坑高处的物体具有了能量，落下时会以做功的方式释放出来高处的物体具有了能量，落下时会以做功的方式释放出来2021/8/9 星期一3水力发电站水力发电站2021/8/9 星期一4雪崩，具有极雪崩，具有极大的能量，能大的能量，能摧毁沿途的一摧毁沿途的一切。切。2021/8/9 星期一5一、重力势能一、重力势能1.1.定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能2.2.重力势能的大小：重力势能的大小：木木球球钢钢球球（1 1）让让等等大大的的木木球球和和钢钢球球从从等等高高的地方落下的地方落下（2 2）让钢球从不同的高度落下）让钢球从不同的高度落下小实验：小实验：结结论论：重重力力势势能能的的大大小小与与物物体体的的质质量和所处的高度有关量和所处的高度有关2021/8/9 星期一63.3.公式表示：公式表示：E Ep p=mgh=mgh4.4.重力势能是标量，单位：重力势能是标量，单位：J J5.5.重力势能具有相对性重力势能具有相对性.重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，没有特别说明以地面为零势能参考平面。没有特别说明以地面为零势能参考平面。.重力势能的变化量与零势能参考平面的选择无关重力势能的变化量与零势能参考平面的选择无关 2021/8/9 星期一7对对选选定定的的参参考考平平面面而而言言,在在参参考考平平面面上上方方的的物物体体，高高度度是是正正值值，重重力力势势能能也也是是正正值值；在在参参考考平平面面下下方方的的物物体体，高高度度是是负负值值，重重力力势势能能也也是是负负值值.物物体体具具有有负负的的重重力力势势能能，表表示示物物体体在在该该位位置置具具有有的的重重力力势势能能比比在在参参考考平平面面上上具具有有的的重重力势能要少力势能要少.参参考考平平面面的的选选取取是是任任意意的的,通通常常选选取地面作为参考平面取地面作为参考平面(零势面零势面)2021/8/9 星期一8位置位置2 2位置位置1 11 1、重重力力做做正正功功，重重力力势势能能就就减减少少，重重力做多少功；重力势能就减小多少。力做多少功；重力势能就减小多少。2 2、重重力力做做负负功功，重重力力势势能能就就增增加加，物物理理克克服服重重力力做做多多少少功功，重重力力势势能能就就增增加加多少。多少。位置位置1 1位置位置2 2下降下降上升上升物体下降过程物体下降过程物体上升过程物体上升过程W WG G=E=EP1P1-E-EP2P20 0W WG G=E=EP1P1-E-EP2P20 0二、重力做功与重力势能的改变二、重力做功与重力势能的改变2021/8/9 星期一9h3 3、重力做功的特点重力做功的特点重力做功是否相同？重力做功是否相同？2021/8/9 星期一10重力做功的特点：重力做功的特点：重重力力做做功功只只与与它它的的起起点点与与终终点点位位置置有有关关，而而跟跟它它的运动路径无关。的运动路径无关。重力做功：重力做功：W WG G=mgh=mgh1 1-mgh-mgh2 22021/8/9 星期一11三、弹性势能的改变三、弹性势能的改变2021/8/9 星期一12发生弹性形变的物体在恢复原状的过程中发生弹性形变的物体在恢复原状的过程中能够做功，说明它具有能量。能够做功，说明它具有能量。2021/8/9 星期一131.1.弹性势能：弹性势能：物体因为发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能物体因为发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能2.2.弹性势能的改变弹性势能的改变弹簧弹力对外做功，弹性势能减小；弹簧弹力对外做功，弹性势能减小；克服弹力做功，弹性势能增大。克服弹力做功，弹性势能增大。2021/8/9 星期一14弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能跟跟弹弹簧簧被被拉拉伸伸或或压压缩缩的的长长度度有有关关，被被拉拉伸伸或或压压缩缩的的长长度度越越长长，恢恢复复原原状状时时对对外外做做的的功功就就越越多多，弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能就就越越大大。弹弹力力做做了了多多少功，弹性势能就改变多少。少功，弹性势能就改变多少。2021/8/9 星期一15四、势能四、势能1.1.定定义义:由由相相互互作作用用的的物物体体间间的的作作用用力力和和物物体体间间的的相相对对位位置决定的能量叫势能置决定的能量叫势能.2.2.重重力力势势能能是是地地球球表表面面附附近近物物体体与与参参考考点点的的相相对对位位置置决决定定的；的；3.3.弹弹性性势势能能是是由由发发生生弹弹性性形形变变的的物物体体各各部部分分的的相相对对位位置置决决定的。定的。2021/8/9 星期一16说明：说明：重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体的这个物体“系统系统”所共有的，而不是地球上的物体单独所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。重力势能属于物体和地球组成的系统具有的。重力势能属于物体和地球组成的系统.平常所说的平常所说的“物体物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。的重力势能，只是一种习惯简化的说法。2021/8/9 星期一17例例1.1.关于重力势能的几种理解，正确的是（关于重力势能的几种理解，正确的是（）A A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B B、相相对对于于不不同同的的参参考考平平面面，物物体体具具有有不不同同数数值值的的重重力力势势能，但这并不影响研究有关重力势能的问题能，但这并不影响研究有关重力势能的问题C C、在在同同一一高高度度不不论论将将物物体体向向何何方方向向抛抛出出，则则落落地地时时减减少少的重力势能必相等的重力势能必相等D D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零 BCBC2021/8/9 星期一18例例2.2.一一质质量量为为5kg5kg的的小小球球从从5m5m高高处处下下落落,碰碰撞撞地地面面后后弹弹起起,每每次次弹弹起起的的高高度度比比下下落落高高度度低低1m,1m,求求:小小球球从从下下落落到到停停在在地地面面的的过过程程中中重重力力一一共共做做了了多多少少功功?重重力力势势能能如如何何变变化化，变化多少？变化多少？(g=10m/s(g=10m/s2 2)解：重力做功与路径无关，所以重力做功为解：重力做功与路径无关，所以重力做功为 W=mgh=5kg10W=mgh=5kg10m/sm/s2 25m=250J5m=250J 小球下落过程中，重力做正功，重力势能减少，小球下落过程中，重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力做功，为减少的重力势能等于重力做功，为250J 250J。2021/8/9 星期一19例例3.3.下列关于弹性势能的说法中，正确的是下列关于弹性势能的说法中，正确的是 ()()A A任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能 B B任何具有弹性势能的物体，一定发生弹性形变任何具有弹性势能的物体，一定发生弹性形变 C C物体只要发生形变，就一定具有弹性势能物体只要发生形变，就一定具有弹性势能 D D弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关2021/8/9 星期一20.将将同同一一物物体体先先后后两两次次举举高高，每每次次举举高高的的高高度度相相同同，那那么么下列说法正确的是（下列说法正确的是（)A A不不论论选选定定什什么么参参考考平平面面，两两种种情情况况中中，物物体体重重力力势势能的增加值相同能的增加值相同 B B不不论论选选定定什什么么参参考考平平面面，两两种种情情况况中中，物物体体最最后后的的重力势能相等重力势能相等 C C不同的参考平面，两种情况中，重力做功不等不同的参考平面，两种情况中，重力做功不等 D D选不同的参考平面，物体最后的重力势能没法比较选不同的参考平面，物体最后的重力势能没法比较A A2021/8/9 星期一212.2.质量为质量为m m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的作用，下落的加速度为作用，下落的加速度为4g4g5 5，在物体下落，在物体下落h h的过程中，的过程中，下列说法正确的是下列说法正确的是()()A A、物体重力做的功为、物体重力做的功为mgh mgh B B、物体的动能增加了、物体的动能增加了mghmgh C C、物体重力势能减少了、物体重力势能减少了mgh mgh D D、物体克服阻力所做的功为、物体克服阻力所做的功为mghmgh5 5ACDACD2021/8/9 星期一223.3.质质量量为为m m的的物物体体放放在在地地面面上上，其其上上表表面面竖竖直直固固定定一一根根轻轻弹弹簧簧，弹弹簧簧原原长长为为L L，劲劲度度系系数数为为k k，下下端端与与物物体体相相连连接接，如如图图所所示示现现将将弹弹簧簧上上端端P P缓缓慢慢上上提提一一段段距距离离H H，使使物物体体离离开开地地面面若以地面为参考平面，试求此时物体的重力势能若以地面为参考平面，试求此时物体的重力势能P P解解：设设P P端端上上提提H H时时，弹弹簧簧的的伸伸长长量量为为x x 对物体，由平衡条件知对物体，由平衡条件知弹簧的拉力弹簧的拉力F=kx=mg F=kx=mg 重物上升的高度重物上升的高度h=H-mg/kh=H-mg/k物体克服重力做功物体克服重力做功W=mg(H-mg/k)W=mg(H-mg/k)即物体重力势能增加即物体重力势能增加mg(H-mg/k)mg(H-mg/k)故此时物体的重力势能为故此时物体的重力势能为mg(H-mg/k)mg(H-mg/k)2021/8/9 星期一23一、重力做功的特点：一、重力做功的特点：与路径无关与路径无关，只与起点和终点的，只与起点和终点的高度差高度差有关有关二二、重重力力势势能能：地地球球上上的的物物体体具具有有的的与与它它高高度度有有关关的的能能量。量。表达式表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系三、重力做功与重力势能变化的关系四、重力势能是四、重力势能是相对相对的的 ，正负表示大小正负表示大小。一一般般不不加加说说明明是是以以地地面面或或题题目目中中的的最最低低点点所所在在的的平平面作为零势能参考面。面作为零势能参考面。五、弹性势能五、弹性势能2021/8/9 星期一242021/8/9 星期一25