重力势能弹性势能
【物理知识点】弹性势能和重力势能统称为
【物理知识点】弹性势能和重力势能统称为
通常把重力势能和弹性势能统称为势能,动能和势能统称为机械能。
势能是储存于一
个系统内的能量,也可以释放或者转化为其他形式的能量。
势能是状态量,又称作位能。
重力势能是物体因为重力作用而拥有的能量。
物体在空间某点处的重力势能等于使物
体从该点运动到参考点(即一特定水平面)时重力所作的功。
重力势能的公式:Ep=mgh。
物体重力势能的大小由地球对物体的引力大小以及地球和地面上物体的相对位置决定。
物体质量越大、位置越高、做功本领越大,物体具有的重力势能就越多。
某种程度上来说,就是当高度一定时,质量越大,重力势能越大;质量一定时,高度越高,重力势能越大。
物体由于发生弹性形变,各部分之间存在着弹性力的相互作用而具有的势能叫做“弹
性势能”。
在工程中又称“弹性变形能”。
例如,被压缩的气体、拉弯了的弓、卷紧了的
发条、拉长或压缩了的弹簧都具有弹性势能。
弹性的本质是可逆性。
应用于弹性材料的力将能量转移到材料中,在将能量转移到其
周围环境之后,能够恢复其原始形状。
然而,所有材料对于它们可以承受的变形程度都有
限制,而不会破坏或不可逆地改变其内部结构。
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
物体的重力势能和弹性势能
物体的重力势能和弹性势能重力势能是指物体在重力作用下所具有的储存能量。
它源于物体相对于地面的高度差,是一种与位置有关的势能。
重力势能的计算可以通过以下公式得到:重力势能 = 力的大小 ×物体的高度 ×重力加速度。
而弹性势能是指物体由于形变产生的势能。
当物体被施加力或压缩时,会发生形变,形变过程中储存的能量即为弹性势能。
弹性势能的计算可以通过以下公式得到:弹性势能 = 0.5 ×弹性系数 ×形变的平方。
物体的重力势能和弹性势能是两种不同类型的势能,分别来源于重力和形变。
它们是物理学中非常重要的概念,在描述物体运动和能量转换时起着关键的作用。
举个例子来说明重力势能和弹性势能的不同。
想象一个球被抛向空中的场景。
当球离地面越高,它的重力势能越高。
当球达到最高点时,它的重力势能达到最大值。
随后,球开始下落,重力势能逐渐转化为动能,使球的速度增加。
当球再次回到地面时,它的重力势能变为零,而动能达到最大值。
在这个过程中,重力势能与动能不断互相转化。
然而,如果我们考虑到物体的形变,例如一个弹簧,情况就略有不同。
当弹簧被拉伸或压缩时,它会储存弹性势能。
当施加力量解除时,弹簧会恢复原状,并释放出储存的弹性势能。
这种势能转化的过程是一个频繁出现的现象,例如我们日常生活中使用的弹簧门、弹簧床等都是基于弹性势能的工作原理。
重力势能和弹性势能的存在使得物体能够在不同形态之间转换能量。
从一个形态到另一个形态的能量转换过程中,能量的守恒定律得到了充分体现。
这是能量在物理学中的基本原理之一。
总结一下,物体的重力势能和弹性势能是两种不同类型的势能,分别与重力和形变相关。
重力势能与物体的高度相关,而弹性势能与物体的形变相关。
这两种势能的存在使得物体能够进行能量转换,体现了能量守恒定律的重要性。
在理解物体的运动和能量转化过程时,重力势能和弹性势能是不可忽视的概念。
重力势能和弹簧弹性势能
重力势能理姓名 上课日期:______________ 学习目标 1.理解重力势能的概念,知道重力势能的相对性、系统性2.深入理解重力势能的变化和重力做功的关系3. 会用重力势能的定义式计算物体具有的重力势能,学习等效法计算重力势能重点1.重力势能的变化和重力势能的关系 2.等效法计算重力势能难点等效法计算重力势能学法指导对比重力做功与重力势能的变化,利用“重力做功与过程无关,只由初末位置决定”认识等效法求重力势能的变化;回顾旧知1、重力做功:与起点和终点的位置 .与物体的路径 .2、重力势能:物体的重力势能等于它所受的 和所处 的乘积.是标量;3、重力做功与重力势能的关系:重力做正功重力势能 ;重力做负功重力势能 ;4、重力势能的相对性:重力势能与 的选取有关;但重力势能的 与参考平面的选取无关.五、重力势能的系统性:重力势能是物体和 所共有的.情境展现情景1如图所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h 的A 点滑到同一水平面上,轨道1、2是光滑的,轨道3是粗糙的,物块沿三个轨道滑下到地面;重力做功是否相同情景2物体1的重力势能E p 1=3J,物体2 的重力势能E p 2=-3J,哪个物体的重力势能大如何理解学海深思1.由情景1思考:三种情况下,物块的重力势能的变化相同吗如果以地面为重力势能的零参考面,则可认为物块的重力势能为零,你能分析一下物块在三种情况下的能量转化吗31 2 A h2.情景2中, 你能通过重力做功来解释你的判断吗3.如图5-21-1所示,一条铁链长为2 m,质量为10kg,放在水平地面上,拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间,物体克服重力做功为多少物体的重力势能变化了多少图5-21-1交流共享,合作探究1. 物体在运动过程中,克服重力做功50J,则A. 物体的重力势能一定为50JB. 物体的重力势能一定增加50JC. 物体的重力势能一定减少50JD. 物体的重力势能可能不变2. 井深8m,井上支架高2m,在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体,若以地面为参考平面,则物体的重力势能有;若以井底面为参考平面,则物体的重力势能是;2. 在水平地面上平铺着n块相同的砖,每块砖的质量都为m,厚度为d;若将这n块砖一块一块地叠放起来,至少需要做多少功重力势能理科时间:45分钟分值:100分一、选择题每小题5分,共60分1.物体在运动过程中,重力做功50J,则…A.重力势能该变量为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.重力势能改变量为-50J2.我国发射的“神舟”七号飞船在绕地球45圈后,于2008年9月28日胜利返航,在返回舱拖着降落伞下落过程中,其重力做功和重力势能变化的情况为……………….A.重力做正功,重力势能减小B.重力做正功,重力势能增加C.重力做负功,重力势能减小D.重力做负功,重力势能增加3.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4.将同一物体分两次举高,每次举高的高度相同,则…………………………A. 不论选取什么参考平面,两种情况中,物体重力势能的增加量相同B. 不论选取什么参考平面,两种情况中,物体最后的重力势能相等C. 不同的参考平面,两种情况中重力做功不等D. 不同的参考平面,两种情况中重力最后的重力势能肯定不等5.质量为0.1kg的小球从空中的A点自由下落,经3s落地,若取原来A点所在的水平面为参考平面,则小球着地时的重力势能为A、0B、45JC、-45JD、6.如图所示,一个质量为M的物体,放在水平地面上,物体上方安装一个长度为L、劲度系数为k的轻弹簧处于原长,现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动,直到物体离开地面一段距离,在这一过程中,P点的位移开始时弹簧处于原长是H,则物体重力势能的增加量为………………………………………………………………………………………….A.MgH B.MgH+错误!C.MgH-错误!D.MgH-错误!7.沿着高度相同,坡度不同,粗糙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8.如图所示,质量相等的两滑块分别沿高度相等而倾角不同的两斜面AB和AC的最高点A 由静止开始下滑,且两斜面是光滑的,则……………………………………………A、滑到底端时,两滑块的速度相同B、滑到底端时,两滑块所用时间相同C、滑到底端时,两滑块的重力势能相同D、滑到底端时,重力做功的功率相同9.如图所示,质量为m,边长为a的正方体,与地面间的动摩擦因数μ=,为使它沿水平面移动距离a,现有两种方法:将它翻倒或匀速向前平推,则A、将它翻倒比平推前进做功少B、将它翻倒比平推前进做功多C、两种情况下做功一样多D、无法比较10.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…………………………………………………………………………………………………C.-100JD.无法确定11.一根长L=2 m,重力G=200 N的均匀木杆放在水平地面上,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g=10 m/s2A.400 J B.200 J C.100 JD.50 J12.以地面为参考平面,物体1的重力势能3J,物体2 的重力势能3J,若以其它平面为参考平面1具有的重力势能为E p1,2具有的重力势能为E p2则…………………………A. E p1= E p2B. E p1>E p2C. E p1<E p2D. 无法判断二、填空题每空5分,共20分13.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连接,1在弹簧上端2在弹簧下端.劲度系数为K2的轻质弹簧上端与物体2连接,下端压在桌面上不连接,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 ;m1k1m2k22-4-14.质量为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球的重力势能改变了 .三、计算题每小题10分,20分15.如图所示,杠中点有一转轴O,两端分别固定质量为2m和m的小球a和b,当杆从水平位置转到竖直位置时,小球a和b构成的系统的重力势能如何变化,变化了多少重力加速度为g16. 如图所示,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,桌面的高度大于绳的长度,求重力所做的功重力加速度为g2-4-6四、附加题1.重为100N长1米的不均匀铁棒平放在水平面上,某人将它一端缓慢竖起,需做功55J,将它另一端竖起,需做功A.45J B.55J C.60J D.65J2.一质量为5kg的小球从5m高处静止下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低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=s2探究弹性势能表达式姓名上课日期:___________________学习目标1. 理解弹性势能的概念及意义,学习计算变力做功的思想方法;2. 掌握弹性势能公式的探究过程和所用方法;3.学会弹力做功的计算方法及弹力做功与弹性势能变化的关系.重点1. 弹力做功和弹性势能变化的关系;2. 探究弹性势能表达式的设计思路难点根据功和能的关系,推导重力势能的表达式;学法指导类比法是本节课的一个重要学习方法,对照重力势能变化和重力做功的关系来学习弹力做功和弹性势能的关系,其实还是对功能关系的理解;认真阅读教材67-69页,完成下列任务问题提出通过上节课的学习,我们知道力对物体做功,物体就会有相应的能量发生变化,功是的量度;物体重力做功对应着的变化,那么弹簧弹力做功也应该对应着一种能量的变化,我们把这种能量叫做;这是发生弹性形变的物体各部分之间,由于力的相互作用所具有的能量;问题1:弹簧的弹性势能与什么因素有关猜想1:弹簧的弹性势能可能与有关, 越大,弹簧的弹性势能就越大;方案1:完全相同的甲、乙两个小车在光滑的水平面上分别压缩劲度系数不同的两根弹簧,甲压缩劲度系数大的弹簧,乙压缩劲度系数小的弹簧,使两弹簧的形变量相同,松开手以后,哪一个小车的速度会大一些说明了什么问题猜想2:弹簧的弹性势能可能与有关, 越大,弹簧的弹性势能越大;方案2:让同一根弹簧在压缩量不同的情况下把质量相同的静止的小车甲、乙分别推出,小车运动的距离越大说明弹簧对它做的功,弹簧原来具有的弹性势能就 ;问题2:弹力做功跟弹性势能变化的关系.如图所示,O为弹簧的原长处.1.物体由O向A运动压缩或由O向A′运动伸长时,弹力对物体做________功,弹性势能______.2.物体由A向O运动,或者由A′向O运动时,弹力对物体做_______功,弹性势能_______.3.类比重力做功与重力势能关系,重力做正功,重力势能;重力做负功,重力势能;重力做了多少功,重力势能就减少多少;弹力做功与弹性势能变化的关系可表示为____________.弹力做的功等于弹性势能的______________;重力势能具有相对性,一般选地面为重力势能为零的位置;弹性势能一般选取为零势点;问题3如何表示出弹簧的弹性势能大小变力做功的解决思路:1.图像法V-t图像作图F-l图像作图位移求解方法:利用图象与t轴所围成的图形的面积来代表位移的大小;力做功的求解方法:初速度为零的匀加速直线运动速度图像从原长开始变化的弹簧弹力的图像计算匀加速直线运动位移时,用速度和时间的乘积得到位移,但速度是不断变化的,采用的方法是:微分法;当各个小段分得非常小的时候,得到的就是匀变速直线运动的位移表达式;位移:x= 变力做功的解决办法:弹簧弹力做功:W F=2.平均作用力由匀变速直线运动位移公式可猜想弹力做功的公式是怎样的合作探究1、如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点B的过程中A.重力做正功,弹簧弹力不做功X=B.重力做正功,弹簧弹力做正功C.重力不做功,弹簧弹力不做功,弹性势能不变D.重力做正功,弹簧弹力做负功,弹性势能增加2.如图所示,质量为m的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端上移H,将物体缓缓提高h,拉力F做功W F,不计弹簧的质量,则下列说法正确的是A.重力做功-mgh,重力势能减少mghB.弹力做功-W F,弹性势能增加W FC.重力势能增加mgh,弹性势能增加FHD.重力势能增加mgh,弹性势能增加W F-mgh3.如图所示,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连接,劲度系数为K2的轻质弹簧上端与物体2连接,下端压在桌面上不连接,整个系统处于平衡状态;现施力F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,F做功为W,则整个系统增加的重力势能和弹性势能分别为多少探究弹性势能的表达式理科时间:45分钟满分:100分一、选择题每小题5分,共60分1.弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关A.弹簧的长度B.弹簧的劲度系数C.弹簧的形变量D.弹簧的原长2.下列说法正确的是A.任何有弹性势能的物体,一定发生了弹性形变B.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能C.弹簧弹力做正功时,弹性势能增加D.弹簧弹力做正功时,弹性势能减少3.如图所示,轻弹簧下端系一重物,O点为其平衡位置即重力和弹簧弹力大小相等的位置,今用手向下拉重物,第一次把它直接拉到A点,弹力做功W1,第二次把它拉到B点后再让其回到A 点,弹力做功W2,则这两次弹力做功的关系为A.W1<W2B.W1=2W2C.W2=2W1D.W1=W24.如图所示,水平地面上固定一竖直轻弹簧,有一物体由弹簧正上方某位置竖直下落,从与弹簧接触后物体继续下落到速度变为零的过程中A.物体的速度逐渐减小B.物体的重力势能逐渐减小C.弹簧的弹力对物体做正功D.弹簧的弹性势能逐渐减小5.关于弹性势能和重力势能,下列说法正确的是A.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B.重力势能是相对的,弹性势能是绝对的C.重力势能和弹性势能都是相对的D.重力势能和弹性势能都是状态量6.如图所示,轻弹簧拴着小球放在光滑水平面上,O为弹簧的原长.现将小球拉至A处后释放,则小球在A、B间往复运动,下列说法正确的是A.从B→O,速度不断减小B.在O处弹性势能最小C.从B→O,速度不断增大D.在B处弹性势能最小7.关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是A.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小C.在拉伸长度相同时,k越大的弹簧,它的弹性势能越大D.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能8.如图所示,一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧,墙壁和物体间的弹簧被物体压缩,在此过程中以下说法正确的是A.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B.物体向墙壁运动相同的位移,弹力做的功不相等C.弹力做正功,弹簧的弹性势能减小D.弹簧的弹力做负功,弹性势能增加9.如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x.关于拉力F、弹性势能E p随伸长量x的变化图线,图中正确的是10.质量为0.1kg的小球从空中的A点自由下落,经3s落地,若取原来A点所在的水平面为参考平面,则小球从自由下落至着地过程,重力势能的变化量为A 、0B 、45JC 、-45JD 、11.用起重机将质量为m 的物体匀减速地吊起一段距离,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12.如图所示,质量相等的两个滑块分别沿高度相等而倾角不同的两斜面AB 和AC 的最高点A 由静止开始下滑,且两斜面是光滑的,则A .滑到底端时,两滑块的速率相同B .滑到底端时,两滑块的动能相同C .滑到底端时,两滑块的重力势能相同D .滑到底端时,重力做功的功率相同二、填空题每空5分,共20分13一根弹簧的弹力—位移图线如图所示,那么弹簧由伸长量8 cm 到伸长量4 cm 的过程中,弹力做功和弹性势能的变化量分别为_____________,______________;14如图所示,劲度系数为K 1的轻质弹簧两端分别与质量m 1、m 2的物体1、2连接,劲度系数为K 2的轻质弹簧上端与物体2连接,下端压在桌面上不连接,整个系统处于平衡状态;设弹簧处于原长时弹性势能为0,则此时,K 1的弹性势能为 ______ ,K 2的弹性势能为 _________ ;三、计算题每小题10分,20分 15弹簧原长L 0=15 cm,受拉力作用后弹簧逐渐被拉长,当弹簧伸长到L 1=20 cm 时,作用在弹簧上的力为400 N,问:1弹簧的劲度系数k 为多少2在该过程中弹力做了多少功3弹簧的弹性势能变化了多少1m 1k 2m 2k。
重力势能和弹性势能
关于势能,下列说法中正确的是 (BD)
A. 弹簧越长,弹性势能越大
B. 同一根弹簧拉伸量和压缩量相同时,弹性势 能相同
C. 重力势能为0的物体,不可能对别的物体做功
能量是状态量,是标量
描述某一时刻物体的物理性质, 比如瞬时速度。
功和能 (单位相同:焦耳)
物体在受到的某个力的方向上发生 了位移,则这个力对物体做了功。
物体能对外作功,该物体就具有能量
功是能量转化的量度,
一个力对一个物体做了多少功就有 多少能量发生了转移。
能量具有不同形式,并能相互转化, 转化过程中遵循能量守恒
功是过程量,是标量
描述某一段时间物体的物理性质变化, 比如速度改变量。
7.3重力势能和弹性势能
重力势能
物体由于位于高处而具有的能量叫做重力势能。
重力势能与哪些因素有关?
一、重力势能
• 1、重力做功
θ’
• ①沿AB直线路径
D
• ②沿ACB折线路径
• ③沿ADB折线路径
• ④沿APB曲线路径
• 重力做功与路径无关,只与物体的重力和始、末 • 位置的高度差有关。
WG = mg(h1-h2)= mgh1-mgh2
D. 只要重力做功,重力势能一定变化
E.物体做匀速直线运动,重力势能一定不变
F.对于位置确定的物体,重力势能的大小是确定 的
【小结】
重力做功:路径无关,只与初末位置的高度差有关。(和参考平面的选取无关)
联系:重力做正功→重力势能减少;重力做负功→重力势能增加 弹性势能:在弹性限度内,物体的形变量越大则弹性势能越 大。 势能:无论是重力势能还是弹性势能都是系统所共有的能量。 功是能量转化的量度:一个力对一个物体做了多少功就有多少能量发生了转 移。
重力势能、弹性势能
12.如图所示,在离地面高为H的地方,将质量为m的小球以某 一初速度竖直向上抛出,上升的最大高度为h.取抛出位置所在的平 面为参考平面.则:
(1)小球在最高点和落地处的重力势能各是多少? (2)小球从抛出至落地的过程中,重力对小球做的功和重力势能的 变化量各是多少?
7.下列关于重力势能的说法中正确的是( ) A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随 之确定
FLeabharlann BAOl
2l l
解析 : 拉力F与弹簧的伸长量l成正比,故在F—l图象中是一条倾 斜直线,如图5—33所示,直线下的相关面积表示功的大小。其 中,线段OA下的三角形面积表示第一个过程中拉力所做的功W1, 线段AB下的梯形面积表示第二个过程中拉力所做的功W2。显然, 两块面积之比为1︰3,即W1︰W2=1︰3。
物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置(高
度)有关,而跟物体运动的路径无关。
这说明必然有一种和位置相关的能量存在——重力势能。
减少量(初减末)
二、重力功和重力势能的关系
增加量(末减初) 变化量(末减初)
功是能量转化的量度 W =-EP EP1 EP2
重力做功WG 重力势能EP 重力做功和重力势能
忽略共同量,只分析不同量,等效处理。
解析:取桌面为参考平面,刚开始时绳子的重力势
能为 Ep1=14mg×(-18l)=-312mgl,当绳子刚好全部离 开桌面时,绳子重力势能为 Ep2=-mg×12l=-12mgl, ΔEp=Ep2-Ep1=-12mgl-(-312mgl)=-1352mgl,负号 说明重力势能减少了,WG=-ΔEp=1352mgl.
有关;即使被拉伸的长度相同,不同弹簧的弹性势能也 会不同,说明弹性势能与弹簧的________有关.
6、3机械能--重力势能、弹性势能
基础知识回顾1、重力势能(1)定义:由物体与地球之间的相对位置所决定的能叫重力势能.(2)公式:E P=mgh(3)说明:①重力势能是标量.②重力势能是相对的,是相对零势面而言的,只有选定零势面以后,才能具体确定重力势能的量值,故E P=mgh中的h是物体相对零势面的距离.一般我们取地面为零势面.③重力势能可正,可负,可为零.若物体在零势面上方,重力势能为正;物体在零势面下方,重力势能为负;物体处在零势面上,重力势能为零.④重力势能属于物体和地球共有.通常所说“物体的重力势能”实际上是一种不严谨的习惯说法.⑤重力势能是相对的,但重力势能的变化却是绝对的,即与零势能面的选择无关.2、重力做功(1)公式:W G=mgh h为初、末位置间的高度差.(2)特点:重力做功与路径无关,只与初、末位置有关(即由初末位置间的高度差决定).3、重力做功与重力势能变化间的关系重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加。
重力所做的功等于重力势能变化量的负值,即:W G=-△E P=-(E P2-E P1)=-(mgh2-mgh1)=E P1-E P24、弹性势能(1)定义:发生弹性形变的物体,由其各部分间的相对位置所决定的能,称为弹性势能.(2)说明:①弹性势能是标量.②劲度系数越大,形变越大,弹性势能越大(可多记公式:E P=Kx2/2).③弹力所做的功与弹性势能的改变的关系跟重力做功与重力势能的改变的关系相同,即弹力所做的功也等于弹性势能改变量的负值.重点难点例析一、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W G=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.【答案】D●拓展图5-4-4一质量为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/s 2) 【解析】小球下落高度为5mJ J mgh W G 24558.95=⨯⨯==,重力做功与路径无关.课堂自主训练1.如图5-4-3所示,质量为m 的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端将物体缓慢提高h ,不计弹簧的质量,则人对弹簧做的功应( ) A.等于mgh B.大于mgh C.小于mgh D.无法确定【解析】人对弹簧做的功应等于物体重力势能的增加和弹簧弹性势能的增加之和,物体的重力势能增加了mgh ,所以人做的功应大于mgh . 【答案】B2. 如图5-4-4所示,两个底面积 都是S 的圆桶, 用一根带阀门的 很细的管子相连接,放在水平地面上,两桶内装有密度为ρ的同种液体,阀门关闭时两桶液面的高度分别为h 1和h 2,现将连接两桶的阀门打开,在两桶液面变为相同高度的过程中重力做了多少功? 【解析】取水平地面为零势能的参考平面,阀门关闭时两桶内液体的重力势能为:2)(2)(22111h sh h sh E P ρρ+=)(212221h h gs +=ρ阀门打开,两边液面相平时,两桶内液体的重力势能总和为221)(21212h h g h h s E P +⋅⋅+=ρ由于重力做功等于重力势能的减少,所以在此过程中重力对液体做功22121)(41h h gs E E W P P G -=-=ρ3.某人站在离地10m 高处,将0.1Kg 的小球以20m/s 的速度抛出,则人对小球做了多少功?小球落地时的速度多大?(不计空气阻力);若小球落地时速度实际为24m/s ,则小球克服阻力做了多少功?(g 取10m/s 2)【解析】人将小球抛出时,由动能定理有:=⨯⨯=-=221201.021021mv W 20J当不计空气阻力时,由机械能守恒有22212121mvmv mgh =+=+=gh v v 221224.5m/s由于242=实v v m/s ,所以空气阻力对小球做了负功.由K E W ∆=实,对小球有图5-4-321232121mv mv W mgh -=-)(212321v v m mgh W -+==1.2J课后创新演练1.关于重力势能的理解,下列说法正确的是( BD ) 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0 .D .重力势能是物体和地球共有的,而不是物体单独具有的.2.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 ) A .木球大 B .铜球大 C .一样大 D .不能比较3.如图5-4-5从离地高为h 的阳台上以速度v 竖直向上抛出质量为m 的物体,它上升 H 后又返回下落,最后落在地面上,则下列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面)( ACD ) A .物体在最高点时机械能为mg (H +h ); B .物体落地时的机械能为mg (H +h )+ mv 2/2 C .物体落地时的机械能为mgh +mv 2/2D .物体在落回过程中,经过阳台时的机械能为mgh +mv 2./2 4.在离地高为H 处以初速度v 0竖直向下抛一个小球,若与地球碰撞的过程中无机械能损失,那么此球回跳的高度为( A ) A .H +g v 22B .H -gv 22C .gv 220 D .gv 25.如图5-4-6所示,质量为m 和3m 的小球A 和B ,系在长为L 的细线两端,桌面水平光滑,高h (h <L ),A 球无初速度从桌边滑下,落在沙地上静止不动,则B 球离开桌边的速度为( A )AB .gh2C .3/ghD .6/gh6.如图5-4-7所示,一斜面放在光滑的水平面上,一个小物体从斜面顶端无摩擦的自由滑下,则在下滑的过程中下列结论正确的是( D ) A .斜面对小物体的弹力做的功为零.B .小物体的重力势能完全转化为小物体的动能.C .小物体的机械能守恒.D .小物体,斜面和地球组成的系统机械能守恒.7.如图5-4-8所示,光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R =0.4m ,一小球停放在光滑水平轨道上,现给小球一个v 0=5m/s 的初速度,图5-4-55-4-6图5-4-7图5-4-8求:小球从C 点抛出时的速度(g 取10m/s 2).【解析】由于轨道光滑,只有重力做功,小球运动时机械能守恒.即 22021221Cmv R mgh mv +=解得 =Cv 3m/s即小球以3m/s 的速度从C 点水平抛出.。
重力势能及弹性势能
重力势能及弹性势能一、重力做功和重力势能(1)重力做功特点:(2)重力势能定义:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
公式:Ep=mgh。
单位:焦(J)(3)重力势能的相对性与重力势能变化的绝对性(4)重力做功和重力势能改变的关系(5)重力势能归系统所有巩固练习1.沿高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端,在下列说法中正确的是A沿坡度小,长度大的斜面上升克服重力做的功多B沿坡度大,粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C沿坡度长,粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D以上几种情况下克服重力所做的功一样多2.关于重力势能与重力做功,下列说法中正确的是A.物体克服重力做的功等于重力势能的增加B. 在同一高度,将物体以初速度V0向不同的方向抛出到落地过程中,重力做的功相等,物体所减少的重力势能一定相等C.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功D.用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和⒊一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等,将它们放在水平地面上,下列结论正确的是A.铁块的重力势能大于木块的重力势能 B铁块的重力势能等于木块的重力势能C.铁块的重力势能小于木块的重力势能 D.上述三种情况都有可能⒋当物体克服重力做功时,物体的A重力势能一定减少,机械能可能不变 B重力势能一定增加,机械能一定增加C重力势能一定增加,动能可能不变 D重力势能一定减少,动能可能减少5.一根长为2m,重为200N的均匀木板放在水平地面上,现将它的一端从地面提高0.5m,另一端仍搁在地面上,则外力所做的功为 ( )A.400J B.200J C.100J D.50J6.质量相等的均质柔软细绳A 、B 平放于水平地面,绳A 较长。
分别捏住两绳中点缓慢提起,直至全部离开地面,两绳中点被提升的高度分别为h A 、h B ,上述过程中克服重力做功分别为W A 、W B 。
重力势能、弹性势能
WG>0,ΔEP<0 表示重力做正功时,重力势 能减少,减少的重力势能等 于重力所做的功的大小。
WG= —ΔEP
物体由低处向高处运动时, 重力做负功。
h2 h1
WG<0, Δ EP>0。 表示重力做负功(物体克服 重力做功)时,重力势能增 加,增加的重力势能等于重 力所做的功的大小。
WG= —ΔEP
结论
重力做正功时,重力势能减少;重力做负 功时,重力势能增加。且重力势能减少或 增加的值与重力所做功的数值相等。
WG= —ΔEP
重力势能的改变只是重力做功的结果,与 其他力无关。
五、弹性势能
1、发生弹性形变的物体,在恢复原状时,能 够对外界做功,因而具有能量,这种能量 叫做弹性势能。
2、弹簧的弹性势能
重力势能、弹性势能
重力势能被广泛地用来做功
一、重力势能
1、定义:物体由于被举高而具有的能量。 2、表达式
Ep=mgh
3、重力势能是标量,正负代表大小。
二、重力势能的相对性
1、物体具有重力势能,总是相对于某一 个参考平面来说的,即零势能面 。这 个平面上的物体Ep=0
2、选择不同的参考平面,重力势能的值 不同。
EP=1/2 kΔ x2
3、重力势能负值的意义:
参考平面内,h=0,EP=0 参考平面上方, h>0,EP>0 参考平面下方, h<0,EP<0 物体具有负的重力势能,表示物体在该位置 具有的重力势能比在参考平面上具有的重 力势能要少。
4、一般情况下,选地面为参考平面。
三、重力做功的特点
物体竖直下落mFra bibliotekA hB
h1
WG mgh mgh1 mgh2
重力势能与弹性势能
重力势能和弹性势能1. 重力做功和重力势能(1)重力做功特点:重力对物体所做的功只跟物体的初末位置的高度有关,跟物体运动的路径无关。
物体沿闭合的路径运动一周,重力做功为零,其实恒力(大小方向不变)做功都具有这一特点。
如物体由A位置运动到B位置,如图1所示,A、B两位置的高度分别为h1、h2,物体的质量为m,无论从A 到B路径如何,重力做的功均为:W G=mgs×cosa=mg(h1-h2)=mgh l-mgh2可见重力做功与路径无关。
(2)重力势能定义:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
公式:Ep=mgh。
单位:焦(J)(3)重力势能的相对性与重力势能变化的绝对性图1 重力势能是一个相对量。
它的数值与参考平面的选择相关。
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。
重力势能变化的不变性(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)。
某种势能的减小量,等于其相应力所做的功。
重力势能的减小量,等于重力所做的功;弹簧弹性势能的减小量,等于弹簧弹力所做的功。
重力势能的计算公式E p=mgh,只适用于地球表面及其附近处g值不变时的范围。
若g值变化时。
不能用其计算。
4.重力做功的特点质量为m的物体,如图所示,求下列各种情况下重力做的功(1)从A点自由下落到B点再平移到C点W G = mgΔh = mg(h1– h2)(2)从A点沿斜面运动到C点W G = mgscosα = mgΔh = mg(h1– h2)(3)从A点沿斜面运动到B′,再沿斜面运动到C点W G = mgs1cosα1 + mgs2cosα2 = mgΔh = mg(h1– h2)(4)从A点沿一不规则曲线(任一路径)滑到C点将路径AC 分成很短的时间间隔,每个间隔都可看成斜面,则可知 W G = mg Δh 1 + mg Δh 2 + … + mg Δh n = mg(h 1 – h 2) 由此可见:①重力做功只与物体的始末位置(高度)有关,与物体运动的具体路径无关 ②重力沿闭合曲线所做的功为零5.重力做功的特点是重力势能存在的基础重力做功与路径无关,仅仅取决于其始末位置的高度差,这个特点使重力势能的引入有决定意义。
九年级物理知识点总结势能
九年级物理知识点总结势能九年级物理知识点总结——势能势能是物体由于位置、形状或状态而具有的能量。
在物理学中,常常将势能分为重力势能、弹性势能、化学势能和电势能等。
本文将对这些重要的物理知识点进行总结。
1. 重力势能重力势能是指物体在重力场中由于位置的改变而具有的能量。
对于高度为h的物体来说,其重力势能E_p可以由公式E_p = mgh 来表示,其中m为物体的质量,g为重力加速度。
重力势能与物体的高度成正比,当物体的高度增加时,其重力势能也随之增加。
2. 弹性势能弹性势能是指物体由于形状或状态的改变而具有的能量。
当物体受到外力作用而发生形变时,会储存弹性势能。
弹性势能的大小与物体的弹性系数和形变量有关。
一般来说,弹性势能可以表示为E_p = (1/2)kx^2,其中k为弹簧的弹性系数,x为形变量。
3. 化学势能化学势能是指物体由于化学反应而具有的能量。
在化学反应中,原子或分子之间的化学键会发生变化,从而储存或释放能量。
例如,燃烧反应中,燃料的化学势能会转化为热能和光能。
化学势能的变化可以通过化学方程式来表示。
4. 电势能电势能是指物体由于处于电场中而具有的能量。
在电场中,带电物体的电势能与其电荷量和电势差有关。
电势能的表示方式为E_p = qV,其中q为物体的电荷量,V为电势差。
以上是九年级物理中常见的势能知识点的总结。
势能是物体所具有的重要能量形式之一,它们在日常生活和科学研究中都起着重要的作用。
通过了解和掌握势能的概念和计算方法,我们能更好地理解物体的能量变换和运动规律。
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势能与势能定理
势能与势能定理势能是物理学中的一个重要概念,它描述了物体在力的作用下发生位置移动过程中的能量状态。
在本文中,我们将探讨势能的定义、性质以及势能定理的应用。
一、势能的定义与性质势能是一个物理量,它与物体所处的位置和相互作用有关。
在力学中,常见的势能包括重力势能、弹性势能和电势能等。
1. 重力势能重力势能是指物体在重力作用下所具有的能量状态,它与物体的高度和质量有关。
根据重力势能的定义,可以得到重力势能公式:Ep = mgh,其中Ep表示重力势能,m表示物体的质量,g表示重力加速度,h表示物体的高度。
2. 弹性势能弹性势能是指物体在弹性力作用下所具有的能量状态,它与物体的形变量和弹性系数有关。
根据弹性势能的定义,可以得到弹性势能公式:Ep = (1/2)kx²,其中Ep表示弹性势能,k表示弹性系数,x表示物体的形变量。
3. 电势能电势能是指带电体在电场中所具有的能量状态,它与带电体的电荷量、电场强度以及位置有关。
根据电势能的定义,可以得到电势能公式:Ep = qV,其中Ep表示电势能,q表示电荷量,V表示电势差。
势能具有以下性质:- 势能是标量量,没有方向性。
- 势能是相对值,任意位置可以规定为零势能。
- 势能只与物体的状态有关,与物体到达该状态的具体路径无关。
二、势能定理的应用势能定理是描述物体在力的作用下位置移动对应的能量变化关系的基本原理。
根据势能定理,物体所受合外力所做的功等于物体势能的变化。
假设物体在某个位置A处具有势能Ea,在位置B处具有势能Eb。
物体所受的合外力将物体从位置A移动到位置B,合外力所做的功W等于Eb减去Ea。
数学表达式如下:W = Eb - Ea势能定理在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用示例:1. 重力势能的应用在机械领域,当物体沿着垂直方向上升或下降时,重力势能会发生变化。
根据势能定理,外力所做的功等于重力势能的变化,可以通过计算功来研究物体在重力场中的运动特性。
什么是势能?
什么是势能?
势能是物体由于其位置或状态而具有的能量。
它是一种与物体与其周围环境的相互作用有关的能量。
势能的两个常见形式是重力势能和弹性势能。
1. 重力势能
重力势能是由于物体的位置相对于地球的高度而产生的能量。
当物体被抬高时,它会具有更高的重力势能。
重力势能的计算公式是 P = mgh,其中 m 是物体的质量,g 是重力加速度,h 是物体相对于一个参考点的高度。
例如,当我们将一个物体抬到较高的位置时,它具有更多的重力势能。
当我们释放该物体时,重力将使它下降,并将势能转化为动能。
2. 弹性势能
弹性势能是由于物体被扭曲或变形而储存的能量。
当一个物体被压缩、拉伸或弯曲时,它会具有弹性势能。
弹性势能的大小取决于物体的形变程度。
例如,当我们将一个弹簧压缩时,它具有弹性势能。
当我们释放压力时,弹簧会恢复原状,并将弹性势能转化为动能。
势能是物体的一种储存形式的能量,它可以在适当的条件下转化为其他形式的能量,如动能。
了解势能的概念对于理解物体行为和能量转化过程非常重要。
在物理学和工程学中,势能的概念被广泛应用于解释和计算许多现象和问题。
例如,重力势能可以帮助我们理解物体的自由落体运动,以及构建高层建筑时需要考虑的结构强度问题。
总结来说,势能是物体由于位置或状态而具有的能量,重力势能和弹性势能是常见形式。
了解势能的概念对于理解和解决相关问题非常重要。
势能的定义及公式
势能的定义及公式势能是物体由于其位置、形状或状态而具有的能量。
它是物体相对于一些参考点或参考物体的能量。
势能的大小取决于物体的位置或状态,而不是速度或加速度。
总体而言,势能可以分为多种形式,包括重力势能、弹性势能、电势能和化学势能等。
1.重力势能:重力势能是物体由于其位置相对于地球或其他天体的高度而具有的能量。
其公式为:PE = mgh其中,PE表示重力势能,m表示物体的质量,g表示重力加速度,h 表示物体的高度。
2.弹性势能:弹性势能是物体由于其形状或状态而具有的能量,它与物体的弹性性质有关。
常见的弹性势能包括弹簧的弹性势能和弹性橡胶的弹性势能。
其公式为:PE = 1/2kx^2其中,PE表示弹性势能,k表示弹性常数,x表示物体变形的位移。
3.电势能:电势能是由于电荷之间的相互作用而具有的能量。
电势能的大小取决于电荷之间的距离和相互作用强度。
其公式为:PE = kq1q2 / r其中,PE表示电势能,k表示电场常数,q1和q2表示两个电荷的电量,r表示它们之间的距离。
4.化学势能:化学势能是物体由于其分子结构或组成而具有的能量。
它取决于化学反应中原子之间的结合能。
化学势能通常在化学反应中转化为热能或其他形式的能量。
其具体公式取决于具体的化学反应。
除了上述的常见形式,还有其他形式的势能,如核势能、磁势能等。
势能的变化通常通过势能差进行衡量,即两个不同状态之间势能的差异。
势能差可以用来说明物体从一个状态到另一个状态时能量的转化。
总之,势能是由于位置、形状或状态而具有的能量,不同形式的势能具有不同的计算公式。
势能在物理和化学等领域中有着广泛的应用,对于理解物质和能量之间的转化过程具有重要意义。
重力势能、弹性势能
变力做功问题
2.如图珠子串质量均匀长为L,总质量为M。整串珠 子由静止到刚好全部离开桌面时,哪个力做功?大小?
光滑
F
教材 P67 《发展空间》
估测人在水平面行走时,克服重力做功的功率
2.弹性势能
发生弹性形变的物体,各部分之间由于有弹力相互作 用而具有的能。
发条
弹性势能EP的大小因素?
Ep
1 kx2 2
不变,重力始终不做功 B.汽车的重力势能先减小后增加,总的变化量为0,
重力先做负功,后做正功,总功为零 C.汽车的重力势能先增大后减小,总的变化量为0,
重力先做正功,后做负功,总功为零 D.汽车的重力势能先增大后减小,总的变化量为0,
重力先做负功,后做正功,总功为零
课堂练习 1.如图, 质量为m长为L的均匀杆放在地面上.现抓 着杆的一端缓慢将杆树立起来。求:人做的功?
问题:
(1)小球减小的重力势能∆EP1是否等于弹簧增加的弹性势能∆EP2? (2)重力做功WG与弹力做功W弹的大小关系?
《三维》P45 在水平面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个
质量为m的木块相连,若在木块上再作用一个竖直向下的力F,使
木块缓慢向下移动h,力F 做功W1,此时木块再次处于平衡状态,
WAB = WAPB = WACB = W
∆s ∆h ∆x
W =解mg读(:h1 – h2)= mg∆h
(1)沿AWBG路=径mg时h1?-mgh2
WG = EP1-EP2 ①从W功G 的=计E算P1角-度看EP:2
②从W矢G 量=合-成分∆E解P角度看:
(易混2)点沿: APB路径时?
(1)重P力4 做微正元功累积,-重----力化势曲能为直减小
重力势能、弹性势能、动能
重力势能、弹性势能、动能一、重力势能1定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
2公式:mgh E P =h ——物体具参考面的竖直高度3参考面a 重力势能为零的平面称为参考面;b 选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。
4标量,但有正负。
重力势能为正,表示物体在参考面的上方;重力势能为负,表示物体在参考面的下方;重力势能为零,表示物体在参考面上。
5单位:焦耳(J )6重力做功特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的初、末位置有关,而跟物体运动的路径无关。
7、重力做功与重力势能变化的关系 p E W ∆-=(1)物体的高度下降时,重力做正功,重力势能减少,重力势能减少的量等于重力所做的功;(2)物体的高度增加时,重力做负功,重力势能增加,重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。
(3)重力势能变化只与重力做功有关,与其他力做功无关。
二、弹性势能1概念:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力的相互作用具有势能,称之为弹性势能。
2 弹力做功与弹性势能的关系 p E W ∆-=当弹簧弹力做正功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能变成其它形式的能;、当弹簧的弹力做负功时,弹簧的弹性势能增大,其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。
这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。
3势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能,势能是系统所共有的。
三、动能1概念:物体由于运动而具有的能量,称为动能。
2动能表达式:221υm E K = 3动能定理(即合外力做功与动能关系):12K K E E W -=4理解:①合F 在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
②合F 做正功时,物体动能增加;合F 做负功时,物体动能减少。
③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。
4适用范围:适用于恒力、变力做功;适用于直线运动,也适用于曲线运动。
4.重力势能及弹性势能
重力势能和弹性势能一、重力势能1.定义:物体处于一定高度而具有的能称为重力势能2.符号:p E3.单位:J4.表达式:mgh E p =,h 表示物体相对于零势能面的高度5.零势能面:人为规定的一个参考面,物体若位于零势能面,则重力势能为零6.说明:(1)重力势能是标量,有正有负,物体的重力势能为正,表示物体在零势能面上方,反之则表示物体在零势能面下方(2)重力势能具有相对性,其大小与零势能面的选取有关,但是重力势能的改变量则与零势能面的选取无关(3)重力势能是物体和地球所共有的二、重力做功与重力势能变化的关系:1.重力势能的变化:mgh h h mg mgh mgh E E E p =-=-=-=∆)(1212122.重力做功等于重力势能的改变,即mgh E W p G =∆-=3.重力做正功,物体向下运动,重力势能减小;重力做负功,物体向上运动,重力势能增大4.在水平面上运动,重力不做功,重力势能不变Eg1.一个质量为1kg 的物体,位于离地面高1.5m 处,比天花板低2.5m 。
以地面为零势能位置时,物体的重力势能等于______J ;以天花板为零势能位置时,物体的重力势能等于______J(g 取10m /s 2). Eg2.一棵树上有一个质量为0.3kg 的熟透了的苹果P ,该苹果从树上A 先落到地面C 最后滚入沟底D 。
已知AC 、CD 的高度差分别为2.2m 和3m ,以地面C 为零势能面,A 、B 、C 、D 、E 面之间竖直距离如图所示。
已知重力加速度为10m /s 2,则该苹果从A 落下到D 的过程中重力势能的减少量和在D 处的重力势能分别是( )A 15.6J 和9JB 9J 和-9JC 15.6J 和-9JD 15.6J 和-15.6JEg3.重为100N 长1米的不均匀铁棒平放在水平面上,某人将它一端缓慢竖起,需做功55J ,将它另一端竖起,需做功( )A 45JB 55JC 60JD 65JEg4.如图所示,一个质量为M 的物体放在水平地面上,物体上方安装一个长度为L、劲度系数为k 的轻弹簧,现用手拉着弹簧上端的P 点缓慢向上移动,直到物体离开地面一段距离.在这一过程中,P 点的位移(开始时弹簧为原长)是H,则物体重力势能增加了( )A MgHB k g M MgH 22C k g M MgH 22- D k Mg MgH -三、弹性势能1.定义:因发生弹性形变所具有的能量,叫做弹性势能2决定因素:(1)与形变程度有关,形变越大,弹性势能就越大;(2)与劲度系数有关,k 越大,弹性势能就越大3.表达式:221kx E P (不可直接用)通常情况下用动能定理或变力做功的方法计算4.弹簧的弹力做功与弹性势能变化的关系:(1)默认平衡位置O 点弹性势能为零(2)从A 点→O 点过程中,弹簧弹力和加速度向右,弹力和加速度减小,弹簧弹力做正功,弹簧往恢复原长方向运动,弹性势能减少;滑块速度增大,动能增大,弹性势能转化成动能(3)从O 点→'A 点过程中,弹簧弹力和加速度向左,弹力和加速度减小,弹簧弹力做负功,弹簧往远离原长方向运动,弹性势能增大;滑块速度减小,动能减小,动能转化成弹性势能(4)小结:滑块在A 点(或'A 点)时,形变最大弹力最大,加速度最大,弹性势能最大;滑块在OEg5.关于弹性势能,下列说法中正确的是( )A. 任何发生弹性形变的物体,都具有弹性势能B. 任何具有弹性势能的物体,一定发生了弹性形变C. 物体只要发生形变,就一定具有弹性势能D. 弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关Eg6.关于弹性势能,下列说法正确的是()A. 发生弹性形变的物体都具有弹性势能B. 只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能C. 弹性势能可以与其他形式的能相互转化D. 弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳Eg7.关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是()A. 当弹簧变长时。
重力势能与弹性势能的转化
重力势能与弹性势能的转化
重力势能是指物体由于处于高处而具有的能量。
这种能量是由于地球对物体的吸引力而产生的。
当一个物体被抬升到更高的高度时,它的重力势能就会增加。
相反,当一个物体被降低到更低的高度时,它的重力势能就会减少。
例如,当我们把一个物体从地面上抬升到一定高度时,它的重力势能就会增加。
当它落回地面时,它的重力势能就会转化为其他形式的能量。
弹性势能是指物体由于受到外力的作用而具有的能量。
当一个物体被压缩或拉伸时,它的弹性势能就会增加。
例如,当我们用手挤压一个气球时,气球内部的气体会被压缩,从而导致气球的弹性势能增加。
当气球被释放时,它的弹性势能就会转化为其他形式的能量。
重力势能和弹性势能之间可以相互转化。
当一个物体从高处落下时,它的重力势能会转化为动能和其他形式的能量。
同样地,当一个物体受到外力的作用而被压缩或拉伸时,它的弹性势能也会转化为动能和其他形式的能量。
这个过程被称为能量转化或能量转换。
在生活中,我们经常会遇到一些与能量转化相关的现象。
例如,当我们乘坐电梯上升到高层建筑时,电梯所受到的重力势能就会转化为电梯的运动能量。
当我们跑步或跳跃时,我们的肌肉会收缩并产生弹性势能,这
些能量最终会被转化为我们的运动能量。
太阳能电池板可以将光能转化为电能,这也是一种能量转化的例子。
重力势能和弹性势能是两种常见的势能形式。
它们之间可以相互转化,并且在生活中经常会发生这种转化现象。
了解这些概念对于我们理解自然界中的许多现象都非常有帮助。
重力势能-弹性势能
5.重力势能的变化量与参考平面的选取无关 :
质量为1千克的物体从高为1米的桌面上A点移至地面上B点 以地面为参考面:EPA=10J; EPB=0J; 重力势能减少10J
以桌面为参考面:EPA=0J; EPB= - 10J 重力势能减少10J
6.量性: 标量,有正负之分,
正负表示相对大小。 正值:位于参考平面以上,Ep>0 负值:位于参考平面以下,Ep<0
高山流水
水力发电站为什么要修那么高的大坝?
这是因为物体一旦处在一定高度时,就具有 了一定的能量。而当它从所处的的高处落下 时,这些能量就会通过做功释放出来!
高空坠物的危害有多大?
重力势能与物体所处的高度有关。
人教版物理必修二
第七章机械能守恒定律
一.重力势能 Ep
1.定义: 物体由于被举高而具有的能,叫做
物体下落, WGAB >0,重力做正功,EPA> EPB,重力势能减小。
物体上升从B到A
物体从B上升到A的过程中,重力做功WGBA
WGBA= -mg△h= -mg(hA –hB)= mghB -- mghA= EPB- EPA <0
物体上升, WGBA<0,重力做负功,EPB < EPA,重力势能增加。
四、弹力势能的表达式
类比重力做功和重力势能的关系,思考:弹性势能的大小?
重力势能
弹性势能
重力做功
重力势能变化
重力做正功, 重力势能减小; 重力做负功, 重力势能增大。
WG= mgh1-mgh2
从A到B
WG= EP1 - EP2
➢ A点:自然伸长位置,既没压缩初也始没弹拉伸。末该弹点性弹势性能势:能该为0。.
二、弹力做功
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2011高三物理一轮复习教学案(36)--重力势能和弹性势能
【学习目标】
⒈掌握重力势能及重力做功的特点。
⒉知道弹性势能。
⒊会探究弹性势能表达式的方法。
【自主学习】
⒈物体运动时,重力对它做的功只跟它的 和 的位置有关,而跟物体运动的 无关,重力功的公式为W G = 。
⒉物体由于被举高而具有的 叫做物体的重力势能,常用E P 表示,表达式E P = ,是 量。
⒊重力势能具有相对性,选择不同 ,物体的重力势能的数值是不同的,但重力势能的差值是 。
⒋重力做正功时,重力势能 ,克服重力做功时,重力势能 ,重力做功与重力势能变化的关系是 。
⒌弹性势能的大小与 和 有关。
⒍弹力做功与弹性势能变化的关系是 。
【典型例题】
例题⒈ 如图所示,一个质量为M 的物体,置于水平地面上,其上表面竖直固定着一根轻弹簧,弹簧长为L 劲度系数为k ,现用手拉着上端的P 点缓慢向上移动,直到物体离开地面一段距离L ,在这一过程中,P 点的位移(开始时弹簧处于原长)是H ,这时物体重力势能增加量为多少?
例题⒉ 弹簧的弹力F=KX ,试利用平均力推导出弹簧的弹簧势能的表达式E P =KL 2/2(规定弹簧原长时的弹性势能为零)
例题⒊ 在水平地面上放一竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为2.0Kg 的木块相连,若在木块上再作用一个竖直向下的力F ,使木块缓慢向下移动0.10m ,力F 做功2.5J ,此时木块再次处于平衡状态,力F 的大小为50N ,如图所示,则
⑴在木块下降0.1m 的过程中弹性势能的增加量?
⑵弹簧的劲度系数?
【针对训练】
⒈关于重力势能的下列说法中正确的是
A.重力势能的大小只由重物本身决定B.重力势能恒大于零
C.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零D.重力势能实际上是物体和地
球所共有的
2.关于重力势能与重力做功,下列说法中正确的是
A.物体克服重力做的功等于重力势能的增加
B. 在同一高度,将物体以初速度V0向不同的方向抛出到落地过程中,重力做的功相等,
物体所减少的重力势能一定相等
C.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功
D.用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加
的重力势能之和
⒊一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等,将它们放在水平地面上,下列结论正确的是
A.铁块的重力势能大于木块的重力势能B铁块的重力势能等于木块的重力势能
C.铁块的重力势能小于木块的重力势能D.上述三种情况都有可能
⒋当物体克服重力做功时,物体的
A重力势能一定减少,机械能可能不变B重力势能一定增加,机械能一定增加
C重力势能一定增加,动能可能不变D重力势能一定减少,动能可能减少
【能力训练】
⒈离地面高度(不为零)相同的两物体甲和已,已知M甲>M已,则(以地面为零势面)
A甲物体的势能大B已物体的势能大
C甲.已两物体的势能相等 D 不能判断
⒉用绳子吊起质量为M的物体,当物体以加速度a匀加速上升H的高度时,物体增加的重力势能为
A MgH
B HgH+Mga
C M(g-a)
D Mga
⒊沿高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端,在下列说法中正确的是
A沿坡度小,长度大的斜面上升克服重力做的功多
C沿坡度长,粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
D以上几种情况下克服重力所做的功一样多
⒋如图所示,质量为M的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹
簧上端将物体缓缓提高H,则人做的功
A 等于MgH
B 大于MgH
C 小于MgH
D 无法确定
⒌一物体静止在升降机的地板上在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于
A物体势能的增加量 B 物体动能的增加量
C 物体动能的增加量加上物体势能的增加量D物体动能的增加量加上克服重力所
做的功
⒍质量为100g的球从1.8m的高处落到水平板上,又弹回到1.25m的高度,在整个过程中重力对小球做的功?球的重力势能变化了多少?
⒎地面上平铺N 块砖,每块砖的质量为M ,厚度为H ,如将砖一块一块的叠放起来,至少要做多少功?
8.如图所示,劲度系数为K 1的轻弹簧两端分别与质量为M 1和M 2系数为K 2的轻弹簧上端与物体M 2栓接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于 平衡状态,现施力将物块M 1缓缓地竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面, 在此过程中,物块M 2的重力势能增加了多少?
参考答案:典型例题⒈ MgH-(Mg)2/K ⒉ 略 ⒊ 4.5J 500N/m 针对训练⒈ D ⒉ AB ⒊ C ⒋ C
能力训练⒈ A ⒉ A ⒊ D ⒋ B ⒌ CD ⒍ 0.55J 0.55J
⒎ n(n-1)MgH/2 ⒏ M 2(M 1+M 2)g 2/K 2。