重力势能习题加弹性势能.pptx

例例44面积很大的水池，水深为面积很大的水池，水深为H H，水面上浮着一正，水面上浮着一正方体小木块，木块边长为方体小木块，木块边长为a a，密度为水的，密度为水的1/21/2，质量为，质量为m m.开始时，木块静止，如图甲所示开始时，木块静止，如图甲所示现用力现用力F F将木块将木块缓慢压到水池底，缓慢压到水池底，不计摩擦求：不计摩擦求：从木块刚好完全浸从木块刚好完全浸入水中到停止在池底的过程中，入水中到停止在池底的过程中，木块重力势能的木块重力势能的改变改变量量和池水重力势能的改变量和池水重力势能的改变量忽略相同，只看不同，等效处理。忽略相同，只看不同，等效处理。第1页/共19页解析：解析：由图乙知木块从位置由图乙知木块从位置1移到位置移到位置2，相当相当于使同体积的水从位置于使同体积的水从位置2移动到位置移动到位置1，重心升重心升高高Ha，所以池水势能的改变量等于这部分水，所以池水势能的改变量等于这部分水在位置在位置1和位置和位置2的势能之差木块的质量为的势能之差木块的质量为m，与木块同体积的水的质量为，与木块同体积的水的质量为2m，故木块和，故木块和池水势能的改变量分别为池水势能的改变量分别为E木木mg(Ha)，E水水2mg(Ha)答案：答案：mg(Ha)2mg(Ha)规律总结：规律总结：获取题目信息，用等效思想确定物获取题目信息，用等效思想确定物体重心变化高度是解题关键体重心变化高度是解题关键第2页/共19页1212如图所示，有一连通器，左、右两管的横截面积均为如图所示，有一连通器，左、右两管的横截面积均为S S，内，内盛密度为盛密度为的液体开始时两管内的液面高度差为的液体开始时两管内的液面高度差为h h，若打开底部，若打开底部中央的阀门中央的阀门K K，液体开始流动，最终两液面相平在这一过程中，液体开始流动，最终两液面相平在这一过程中，液体的重力势能变化了多少？是增加了还是减少了？如果是减少了，液体的重力势能变化了多少？是增加了还是减少了？如果是减少了，减少的重力势能到哪里去了？减少的重力势能到哪里去了？第3页/共19页变式训练41如图所示，某海湾共占面积1.0107m2，涨潮时水深20m，此时关上水坝闸门，可使水位保持20m不变；退潮时，坝外水位降至18m也保持不变，假如利用此水坝建水电站，且重力势能转变为电能的效率是10%，每天有两次涨潮，问该电站一天最多能发出多少电能？(g取10m/s2，假设只有退潮时发电)第4页/共19页第5页/共19页9 9要将一个质量为要将一个质量为m m、边长为、边长为a a的匀质正立方体翻倒，的匀质正立方体翻倒，推力对它做功至少为推力对它做功至少为()第6页/共19页1010如图所示，质量为如图所示，质量为M M的物体放在水平地面上，物体上方的物体放在水平地面上，物体上方安装一劲度系数为安装一劲度系数为k k的轻弹簧，在弹簧处于原长时，用手拉的轻弹簧，在弹簧处于原长时，用手拉着其上端着其上端P P点很缓慢地向上移动，直到物体脱离地面向上移点很缓慢地向上移动，直到物体脱离地面向上移动一段距离在这一过程中，动一段距离在这一过程中，P P点的位移为点的位移为H H，则物体重力势，则物体重力势能的增加量为能的增加量为()Hx第7页/共19页弹力做功和弹性势能定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有势能，这种势能叫弹性势能弹力的相互作用而具有势能，这种势能叫弹性势能第8页/共19页重力做功重力做功W WG G(正、负）正、负）重力势能重力势能E EP P（增加、减少）（增加、减少）重力做功和重力势能重力做功和重力势能变化的关系变化的关系物体物体上升上升物体物体下降下降正正负负减少减少增加增加重力做的功重力做的功等于等于重力重力势能的减少势能的减少物体克服重力做的功物体克服重力做的功等于等于重力势能的增加重力势能的增加一、重力功和重力势能的关系一、重力功和重力势能的关系 重力做正功，意味着重力势能的释放。重力做正功，意味着重力势能的释放。重力做负功，意味着重力势能的储存。重力做负功，意味着重力势能的储存。减少量（初减末）减少量（初减末）增加量（末减初增加量（末减初/）变化量变化量（末减初（末减初/）第9页/共19页弹力做功弹力做功W WG G(正、负）正、负）弹性势能弹性势能E EP P（增加、减少）（增加、减少）弹力做功和弹性势能变弹力做功和弹性势能变化的关系化的关系弹簧远离弹簧远离原长处原长处弹簧靠近弹簧靠近原长处原长处正正负负减少减少增加增加弹力做的功弹力做的功等于等于弹性弹性势能的减少势能的减少物体克服弹力做的功物体克服弹力做的功等于等于弹性势能的增加弹性势能的增加二、弹力功和弹性势能的关系二、弹力功和弹性势能的关系 弹力做正功，意味着弹性势能的释放。弹力做正功，意味着弹性势能的释放。弹力做负功，意味着弹性势能的储存。弹力做负功，意味着弹性势能的储存。第10页/共19页三、弹力功与弹性势能的求解三、弹力功与弹性势能的求解FxO第11页/共19页弹性势能表达式：弹性势能表达式：弹性势能的值是相对的还是弹性势能的值是相对的还是绝对的？绝对的？弹性势能是标量吗？弹性势能是标量吗？弹性势能是弹簧独有的能，还弹性势能是弹簧独有的能，还是系统的能？是系统的能？第12页/共19页1 1、定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于、定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有势能，这种势能叫弹性势有弹力的相互作用而具有势能，这种势能叫弹性势能能2 2、表达式：、表达式：3 3、相对性：、相对性：4 4、标量：、标量：5 5、单独性：是弹簧本身具有的。、单独性：是弹簧本身具有的。四、弹性势能总结四、弹性势能总结第13页/共19页5 5关于弹性势能和重力势能下列说法正确的是关于弹性势能和重力势能下列说法正确的是()A A重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体发生弹性形变的物体B B重力势能是相对的，弹性势能是绝对的重力势能是相对的，弹性势能是绝对的C C重力势能和弹性势能都是相对的重力势能和弹性势能都是相对的D D重力势能和弹性势能都是状态量重力势能和弹性势能都是状态量ACD第14页/共19页7 7弹簧原长为弹簧原长为l l0 0，劲度系数为，劲度系数为k.k.用力把它拉到伸长量为用力把它拉到伸长量为l l处，拉力所做的功为处，拉力所做的功为W W1 1；继续拉弹簧，使弹簧在弹性限；继续拉弹簧，使弹簧在弹性限度内再伸长度内再伸长l l，拉力在继续拉伸的过程中所做的功为，拉力在继续拉伸的过程中所做的功为W W2 2.试求试求W W1 1与与W W2 2的比值的比值第15页/共19页9 9劲度系数分别是劲度系数分别是k kA A2000 N/m2000 N/m和和k kB B3000 N/m3000 N/m的弹的弹簧簧A A和和B B连接在一起，拉长后将两端固定，如图所示弹连接在一起，拉长后将两端固定，如图所示弹性势能性势能E EpApA、E EpBpB的关系为的关系为()第16页/共19页1111如图，质量为如图，质量为m m的物体从光滑斜面上的的物体从光滑斜面上的A A点由静止开点由静止开始下滑，始下滑，与固定在地面上且沿斜面方向的轻质弹簧接触与固定在地面上且沿斜面方向的轻质弹簧接触并将弹簧压缩至最低点并将弹簧压缩至最低点B B，试求当物体处在最低点时弹簧试求当物体处在最低点时弹簧的弹性势能的弹性势能(已知已知ABABs s，斜面倾角为，斜面倾角为，物体在，物体在A A点时点时弹簧处于原长状态弹簧处于原长状态)第17页/共19页1212如图所示，将劲度系数分别为如图所示，将劲度系数分别为k k1 1和和k k2 2的的a a、b b两根轻质两根轻质弹簧连接起来成为一根新弹簧，取原长时弹性势能为零，弹簧连接起来成为一根新弹簧，取原长时弹性势能为零，试推导该新弹簧弹性势能的表达式试推导该新弹簧弹性势能的表达式第18页/共19页感谢您的观看！第19页/共19页