《204 重力势能.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《204 重力势能.doc（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节 重力势能【知能准备】1物体运动时，重力对它做的功只跟它的_和_有关，而跟物体运动的_无关。物体被举高时，重力做_；物体下降时，重力做_。2物体的重力势能等于它所受的_与所处_的乘积。即Ep=_，单位是_。3重力势能具有_（填“相对性”“绝对性”），它是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做_。重力势能属于_和_所组成的这个系统所共有的。【同步导学】1重力做功的特点 (1)重力做功与路径无关，只与物体的始末位置的高度差和重力大小有关。(2)重力做功的大小WG=mgh，h为始末位置的高度差。(3)重力做正功，物体重力势能减少；重力做负功，物体重力势能增加。例1 沿着高度相同，坡度不同，粗糙
2、程度也不同的斜面向上拉同一物体到顶端，以下说法中正确的是()A.沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多B.沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少D.上述几种情况重力做功同样多解析：重力做功的特点是，重力做功与物体运动的具体路径无关，只与初末位置物体的高度差有关，不论是光滑路径或粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末位置的高度差相同，重力做功就相同。因此，不论坡度大小、长度大小及粗糙程度如何，只要高度差相同，克服重力做的功就一样多，故选D。例2 一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度
3、低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2)解析：小球下落高度为5m ，重力做功与路径无关。2重力势能的理解(1)重力势能具有系统性：由物体和地球的相对位置所决定的能叫重力势能，它是物体和地球共有的。(2)重力势能具有相对性：重力势能Ep=mgh式中h是物体到参考平面的高度，参考平面的选取会影响重力势能的值，在参考平面内，物体的重力势能为零；在参考平面上方的物体，重力势能为正值；在参考平面下方的物体，重力势能为负值。(3)重力势能变化具有绝对性：尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关，但重力势能的变化量都与参考平面的选择无关，这体现了它的不变性（绝对性
4、）。(4) 重力势能是标量,但有正负，且正负能反映和比较重力势能的大小。2-4-1例3 如图2-4-1所示，劲度系数为K1的轻质弹簧两端分别与质量m1、m2的物体1、2拴接，劲度系数为K2的轻质弹簧上端与物体2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态。现施力将物体1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。在此过程中，物体2的重力势能增加了 ，物体1的重力势能增加了 。解析 先取弹簧K2为研究对象，从受大小为(m1g+m2g)的压力到恢复自然长度，弹力的变化量F=(m1+m2)g。由胡克定律可知弹簧K2的伸长量。则物体2增加的重力势能再取弹簧K1为研究对象，从受大小为m1g的
5、压力到受大小为m2g的拉力，弹力变化量为。由胡克定律可知在此过程中弹簧K1的伸长量为，则物体1增加的重力势能 解析过程中要注意，物体2增加的重力势能取决于弹簧K2的伸长量x2，物体1增加的重力势能取决于弹簧组的伸长量x=x1+x2。3重力做功和重力势能改变的关系(1)重力势能的改变量只与重力做功有关，跟物体做什么运动以及是否同时还有其他作用力（如牵引力，阻力等）的存在无关。(2)重力对物体做多少正功,物体的重力势能就减小多少；重力对物体做多少负功,物体的重力势能就增加多少.即:WG= EP1EP2=(EP2EP1)，或 WG=EP。 (2)重力势能的变化量与零重力势能面的选取无关.例4 质量为
6、100g的球从1.8m的高处落到水平面上,又弹回到1.25m的高度.在整个过程中重力对物体做的功是多少?球的重力势能改变了多少?解析:重力做功与路径无关.整个过程中重力做功WGWG=Gh=mg(h2-h1)=0.19.8(1.8-1.25)=0.54J重力对物体做正功,球重力势能的减少量为0.54J。【同步检测】1.关于重力势能的理解，下列说法正确的是A.重力势能是一个定值B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的2以下说法中，正确的是：A重力势能大的物体，离地面高度大；B重力势能大的物体，所受重
7、力一定大；C重力势能大的物体，质量不一定大；D重力势能大的物体，速度不一定大。 3质量相同的实心木球和铜球，放在同一水平桌面上，则它们的重力势能是：A木球大； B铜球大； C一样大； D不能比较。 4以下叙述中正确的是：A重力对物体做功越多，物体的重力势能越少；B物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少；C重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零；D物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。2-4-25. 如图2-4-2所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能 （ ） A、mgh B、mgH C、m
8、g（H+h） D、mg（H-h）6.物体在运动过程中，克服重力做功50J，则()A.重力做功为50JB.物体的重力势能一定增加50JC.物体的重力势能一定减小50JD.重力做功为-50J7.用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法()A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功8.井深8m，井上支架高为2m，在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)()A.100JB.700JC.1
9、00JD.无法确定9.甲、乙两物体，从很高的同一处自由下落2s，重力做功之比_，对地面的重力势能之比_.10.如图2-4-3所示，质量为m的物体，放于水平面上，物体上竖直固定一长度为l、劲度系数为h的轻质弹簧，现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上升一段距离在这一过程中，若P端上移的距离为H，求物体重力势能的增加量.2-4-3 第四节 重力势能知能准备答案1起点 终点位置 路径 负功 正功 2重力 高度 mgh 焦耳 3相对性 参考平面 地球 物体第四节 重力势能同步检测答案 1.BD 2CD 3A 4AD 5.B 6.BD 7.C 8.C 9.5:1,5:1 10. 第四节 重力势
10、能练习题1关于重力势能的说法正确的是：( )A 重力势能只由重物决定 B 重力势能不能有负值 C 重力势能的大小是相对的 D 物体在两位置上重力势能之差是绝对的。 2重力做功与重力势能变化的关系正确的是( )A重力做功不为零，重力势能一定变化 B重力做正功，重力势能增加C重力做正功，重力势能减少 D克服重力做功，重力势能增加 3关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是( )A当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；B物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；C地球上每一个物体的重力势能都有一个确定值；D重力做功的多少与参考平面的选取无关。4一根长L2 m，重力G200 N的均匀木
11、杆放在水平地面上，现将它的一端从地面抬高0.5 m，另一端仍搁在地面上，则物体重力势能的变化量为(g10 m/s2)( )A400 JB200 JC100 JD50 J5在距地面高5 m的平台上，以25 m/s的速率竖直向上抛出一质量为1 kg的石块，不计空气阻力，取g10 m/s2，则抛出后第3 s内重力对石块所做的功是( )A-100 JB50 JC100 JD0 J6.空中某点，将三个相同小球以相同的速率v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出到落地，下列说法正确的是( ) A.重力做功相同B.重力的平均功率相同C.竖直下抛的小球的重力平均功率最大D.落地时重力的瞬时功率相同7质量为m的
12、物体，以一定的初速度V0，竖直向上抛出至返回抛出点的过程中，重力对物体做功_J。8质量为5千克的铜球，从离地15米高处自由下落1s后，它的重力势能是_J，重力做功_J (g=10m/s2 ) 9.在地面附近一个质量为5kg的物体，从零势面以上8m处下落到零势面以下2m处的过程中,重力势能的最大值是_J，重力做功是_J.(g=10ms2)2-4-410.如图2-4-4所示，质量为m的小球从高为h的斜面的A点滚下经水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达h3高度的D点时的速度为零，此过程中物体重力做的功是多少?2-4-511如图2-4-5所示，物体质量为M，与甲乙两弹簧相连接，乙弹簧下端与地面连接，甲、乙两弹簧质量不计，其劲度系数分别为K1和K2，起初甲处于自由长度，现用手将弹簧的A端缓慢上提，使乙弹簧产生的弹力大小变为原来的，则物体M增加的重力势能可能是 。12如图2-4-6所示，长度为l、质量为m的均匀的绳，一段置于水平的光滑桌面上，另一段a垂于桌面下，当绳下滑全部离开桌面时，求重力所做的功2-4-6 第四节 重力势能练习题答案1.CD 2.ACD 3.ABD 4D 5D 6.AC 7.0 8. 500J ，250J, 9.400,500 10.2mgh3 11 ， 12用心 爱心 专心
