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,名师解疑,分类例析,自主学习,第,2,节 势能的改变,1,理解重力势能及其表达式,2,知道重力做功与物体重力势能改变之间的关系,3,知道弹性势能的概念,4,联系生活和生产实践中势能与其他形式能转化的例子，了解能量转化，培养学习物理的兴趣,一、重力势能,定义：物体处于一定,_,而具有的能,大小：物体的重力势能的大小与物体的,_,和所处的,_,有关，,E,p,_,参考平面：高度规定为零的水平面，任何物体在该平面上的重力势能都,_,物体位于参考平面以上时，重力势能取正值，物体位于参考平面以下时，重力势能取负值,标、矢性及单位：重力势能是,_,，单位是,_,，符号是,_,mgh,高度,质量,高度,为零,标量,焦耳,J,二、重力做功与重力势能的改变,两者关系：重力势能的改变由,_,做功决定重力对物体做多少功，物体的重力势能就,_,多少；物体克服重力做多少功，物体的重力势能就,_,多少,关系式：,W,G,_,_,思考,物体在空中下落时，存在空气阻力和不存在空气阻力两种情况下，下落相同的高度时，重力做功情况，重力势能变化情况，能量转化情况，有何异同？,提示,重力做功、重力势能变化情况相同，而能量转化情况不同,重力,减小,增加,mgh,1,mgh,2,E,p,三、弹性势能的改变,定义：物体因为发生,_,而具有的能,影响弹性势能的因素：一个物体弹性势能的大小，取决于,_,的大小,弹力做功与弹性势能的改变：物体弹性势能的改变总是与弹力做功相对应，即弹力对外做了多少功，弹性势能就,_,多少，克服弹力做了多少功，弹性势能就,_,多少,势能：由,_,决定的能，包括,_,和,_,等,弹性形变,弹性形变,减小,增加,物体间的相对位置,重力势能,弹性势能,一、重力做功与重力势能的比较,概念,比较项目,重力做功,重力势能,物理意义,重力对物体所做的功,由于物体与地球的相互作用，且由它们之间的相对位置决定的能,表达式,W,G,G,h,mg,h,E,p,mgh,影响大小的因素,重力,G,和初、末位置的高度差,h,重力,mg,和某一位置的高度,h,特点,是过程量，只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选择无关,是状态量，与参考平面的选择有关，物体的位置不变，选择不同的参考平面会有不同的重力势能值,联系,重力做功的过程是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功，重力势能就变化了多少，即,W,G,E,p1,E,p2,E,p,重力势能的相对性,如图,2,2,1,所示，将质量为,m,的小球放在桌面上，若取地面为参考平面，小球的重力势能为,mgh,2,；若取桌面为参考平面，小球的重力势能为零；若取过,A,点的水平面为参考平面，小球,二、重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性,图,2,2,1,的重力势能为,mgh,1,.,由此可以看出，同一个物体的重力势能与参考平面的选取有关在实际问题中，可以根据分析和计算问题的方便，合理地选取参考平面,重力势能变化的绝对性,当一物体由一个位置运动到另一个位置时，这两个位置的高度虽然是相对的，但这两个位置的高度差是绝对的，与参考平面的选取无关因此，物体在这两个高度不同的位置时，重力势能之差是一定的，其数值就等于物体在这两个位置之间移动时重力所做的功，与参考平面的选取无关，即势能之差,E,p,mg,h,是唯一确定的这反映了重力势能变化的绝对性,特别提醒,(1),重力势能只有大小而无方向，但有正负，其正负表示物体与参考平面的相对位置关系比较物体的重力势能大小时，要带正负号,(2),在计算物体的重力势能时，如果有多个物体或多个过程，必须选取统一的参考平面,三、弹簧弹性势能的确定,图,2,2,2,重力做功的求解,【,典例,1】,质量为,100 g,的小球从,1.8 m,的高处落到水平地板上，又弹回到,1.25 m,的高度，如图,2,2,3,所示求在整个过程中，重力对小球所做的功是多少,(,取,g,10 m/s,2,),图,2,2,3,解析法一,法二,答案,0.55 J,借题发挥,求解重力做功的方法,(1),公式法：利用,W,G,mgh,求解,(,h,为初、末位置的高度差,),(2),转化法：利用,W,G,E,p1,E,p2,E,p,，转化为对重力势能变化的求解,(3),整体法、隔离法、等效法等，常用于求物体系统或液体的重力做功,答案,B,图,2,2,4,重力做功与重力势能的变化,重力做的功,W,G,mgh,，,即此过程中物体克服重力做功,mgh,，,又,E,p,E,p2,E,p1,W,G,mgh,，,因此物体的重力势能增加了,mgh,.,借题发挥,结合牛顿第二定律解题时要对物体的受力情况及运动情况进行分析判断重力做功时只看物体上升或下降的竖直高度,【,变式,2】,下面关于重力做功及重力势能的说法中，正确的是,(,),A,物体,A,的高度是物体,B,的,2,倍，那么,A,的重力势能也是,B,的,2,倍,B,一物体从某一高度下落至地面，如果考虑空气阻力，,物体重力势能的减小要比无阻力时重力势能减小得少,C,重力做功的多少，与参考平面的选取无关,D,物体克服重力做功相同，增加的重力势能也相同,解析,由重力势能计算公式,E,p,mgh,可知，重力势能由,mg,和,h,共同决定，,A,错误；重力势能的变化只与重力做功的多少有关，而与阻力无关，而重力做功的多少只与物体下落的高度差有关，与参考平面的选取无关，,B,错误、,C,正确；物体克服重力做多少功,(,重力做多少负功,),，它的重力势能就增加多少，,D,正确,答案,CD,
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