第一章

功和機(jī)械能第4節(jié)勢(shì)能及其改變1.理解重力勢(shì)能的概念，知道重力勢(shì)能具有相對(duì)性，會(huì)用重力勢(shì)能的計(jì)算式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2.理解重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。3.理解彈性勢(shì)能的概念，知道彈性勢(shì)能變化與彈力做功的關(guān)系。高空拋物的危害，你知道嗎？

一個(gè)約60克的雞蛋從4樓拋下來(lái)就會(huì)讓人起腫包，從8樓拋下就可以讓人頭皮破裂，從18樓拋下來(lái)就可以砸破行人的頭骨，從25樓拋下可使人當(dāng)場(chǎng)死亡；一個(gè)拇指大的小石塊，在4樓拋下時(shí)可能傷人頭皮，從25樓拋下，可能會(huì)讓路人當(dāng)場(chǎng)送命。有較大的能量物理學(xué)中，把物體因?yàn)樘幱谝欢ǖ母叨榷哂械哪芰糠Q(chēng)為重力勢(shì)能。高空中的物體為什么對(duì)地面上的物體具有危險(xiǎn)性？1.物體因?yàn)樘幱谝欢ǖ母叨榷哂械哪芰糠Q(chēng)為重力勢(shì)能知識(shí)點(diǎn)一：重力勢(shì)能高處的石頭舉高的重錘攔在高處的水重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)呢？猜想與假設(shè)：質(zhì)量高度實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法（1）讓兩個(gè)質(zhì)量不同的小球從同一高度靜止下落，觀(guān)察兩小球落入細(xì)沙后的下陷情況。（2）讓同一小球從不同高度靜止下落，觀(guān)察小球的下陷情況。探究影響小球重力勢(shì)能大小的因素【視頻：探究重力勢(shì)能的影響因素】質(zhì)量一定，高度越高，重力勢(shì)能越大；高度一定，質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：3.表達(dá)式：

2.大小：物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積。說(shuō)明：（1）國(guó)際單位：焦（耳）J

1J=1kg?m?s-2?m=1N?m（2）重力勢(shì)能是標(biāo)量、狀態(tài)量4.重力勢(shì)能的相對(duì)性hhhAhhhAhhhABBBEpB=-3mghEpA=2mghEpB=-2mghEpA=0EpA=-mghEpB=0重力勢(shì)能總是相對(duì)于某個(gè)水平面來(lái)說(shuō)的，這個(gè)水平面叫零勢(shì)能參考平面。（1）零勢(shì)能參考平面：人為選定的高度設(shè)定為零的水平面。說(shuō)明：①在參考平面上，物體的重力勢(shì)能為零(又稱(chēng)零勢(shì)能面)；②重力勢(shì)能具有相對(duì)性，計(jì)算時(shí)必須事先選定；③參考平面的選取是任意的，視問(wèn)題處理方便為原則；

通常選擇地面或最低點(diǎn)為參考平面。hhhACB思考：重力勢(shì)能是標(biāo)量，只有大小而沒(méi)有方向。但是有正負(fù)之分，這里的正負(fù)號(hào)代表什么含義呢？

（2）重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有正負(fù)，且正負(fù)表示大小。說(shuō)明：①若物體在參考面，h=0故

Ep=0②若物體在參考面上方，則h＞0為正值，Ep也是正值；③若物體在參考面下方，則h＜0為負(fù)值，Ep也是負(fù)值。舉例：如圖所示，以物體B所在平面作為參考平面，物體A和物體C的重力勢(shì)能分別為：EpA=mgh、EpC=-mgh，則有EpC<EpA。hhhACBEpC=-mghEpB=0參考平面EpA=mgh5.重力勢(shì)能的系統(tǒng)性那么重力勢(shì)能是誰(shuí)具有的呢?物體重力勢(shì)能與重力做功密切相關(guān)，而重力是地球與物體間的相互作用力，若離開(kāi)了地球或物體，就談不上重力，所以，重力勢(shì)能是物體與地球所組成的“系統(tǒng)”所共有的。平常只說(shuō)物體具有的重力勢(shì)能，是一種簡(jiǎn)化的說(shuō)法。知識(shí)點(diǎn)二：重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系滑雪者質(zhì)量為m（可視為質(zhì)點(diǎn)），從A點(diǎn)滑向C點(diǎn)，位移為l，與豎直方向的夾角為θ，A點(diǎn)離水平面的高度為h1，C點(diǎn)離水平面的高度為h2。求：1.滑雪者從A點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過(guò)程重力做的功。解：由功的定義可得重力做的功：又：或重力做功與路徑無(wú)關(guān)首末位置高度差求：.滑雪者從A點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過(guò)程重力勢(shì)能的變化在A(yíng)點(diǎn)的重力勢(shì)能：在B點(diǎn)的重力勢(shì)能：重力勢(shì)能變化：2.當(dāng)物體由低處向高處運(yùn)動(dòng)時(shí)：重力做負(fù)功，即WG＜０，EP1＜EP2重力勢(shì)能增大重力所做的功重力勢(shì)能的變化決定1.當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動(dòng)時(shí)：重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2重力勢(shì)能減小

高處的物體在下落時(shí)對(duì)外做功，因此，重力勢(shì)能可視為一種被暫時(shí)存儲(chǔ)起來(lái)的潛在能量。在江河中修筑堤壩提高水位，就可以利用水的重力勢(shì)能發(fā)電建筑工地常用的打樁機(jī)就是把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。重力勢(shì)能可根據(jù)需要轉(zhuǎn)化為其它形式的能量。拉滿(mǎn)弦的彎弓在恢復(fù)原狀時(shí)能把利箭發(fā)射出去撐桿跳運(yùn)動(dòng)員利用手中彎曲的桿彈跳出去可見(jiàn)，發(fā)生彈性形變的物體在恢復(fù)原狀的過(guò)程中能夠做功，說(shuō)明它具有能量。彈性勢(shì)能知識(shí)點(diǎn)三：彈性勢(shì)能及其改變將圓珠筆里的彈簧取出，再用硬卡紙做個(gè)小紙帽，套在彈簧上，用力將小紙帽往下壓，使彈簧產(chǎn)生一定的彈性形變，然后迅速放開(kāi)手，看看小紙帽能彈多高。（1）用大小不同的力，使彈簧產(chǎn)生大小不同的彈性形變，看小紙帽彈起的高度有什么不同？（2）換用不同勁度系數(shù)的彈簧，看小紙帽彈起的高度有什么不同？注意：不要用力太大，小紙帽彈得太高，造成不必要的麻煩上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：用力越大，彈簧彈性形變

，彈簧的

彈性勢(shì)能

，彈簧對(duì)外做功越多。越大越大探究影響彈簧彈性勢(shì)能大小的因素ABh2h1重力勢(shì)能與物體的相對(duì)高度有關(guān)彈性勢(shì)能與形變物體各部分之間的相對(duì)位置有關(guān)勢(shì)能：由相對(duì)位置決定的能量。勢(shì)能是存儲(chǔ)于一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的能量，不是物體單獨(dú)所具有的，而是相互作用的物體所共有的。比如：重力勢(shì)能就是物體與地球所組成的系統(tǒng)所共有的，沒(méi)有地球，就談不上重力，也談不上重力勢(shì)能。對(duì)比彈簧彈力的功與彈性勢(shì)能的改變有何關(guān)系?重力做正功：重力勢(shì)能減少重力做負(fù)功：重力勢(shì)能增加重力做的功與重力勢(shì)能的改變有何關(guān)系？彈力做正功：彈性勢(shì)能減少?gòu)椓ψ鲐?fù)功：彈性勢(shì)能增加WG=-△EP

W彈=-△EP

類(lèi)比1.關(guān)于重力做功和物體的重力勢(shì)能，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.重力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的重力勢(shì)能減少；B.物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢(shì)能增加；C.地球上的物體的重力勢(shì)能都只有一個(gè)唯一確定的值；D.重力做功的多少與參考平面的選取無(wú)關(guān)。C2.如圖，在一次“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，人由高空躍下到最低點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（

）A.重力對(duì)人做正功B.人的重力勢(shì)能減小了

C.“蹦極”繩對(duì)人做負(fù)功D.“蹦極”繩的彈性勢(shì)能增加了AB3.如圖所示，在光滑的水平面上有一物體，它的左端連一彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)撤去F后，物體將向右運(yùn)動(dòng)，在物體向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是（）

A、彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小B、彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大C、彈簧的彈性勢(shì)能先增大再減小D、彈簧的彈性勢(shì)能先減小再增大BFD4.如圖所示，質(zhì)量為m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中達(dá)到的最高點(diǎn)2的高度為h。重力加速度為g。（1）足球由位置1運(yùn)動(dòng)到位置2時(shí)，重力做了多少功？足球的重力勢(shì)能變化了多少？（2）足球由位