高中物理第2章能的转化与守恒第2节势能的改变自我小测含解析鲁科版必修2
鲁科版高中物理必修2第2节《势能的改变》课件
3.如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？ 表 示什么含义？若物体在参考平面的下方？
3.提示（1）正值；该位置的重力势能比在参考平面的势能大； （2）负值；该位置的重力势能比在参考平面的势能小；
4.选择不同的参考平面，物体的重力势能的值是否相同？ 任意两点之间的势能差相同吗？4.提示：不相同；相同
小结：重力势能具有“三个”性质
1.相对性：重力势能的大小与零势能参考平面的选择 有关。
2.系统性：重力势能是地球与物体组成系统所共有的。 3.绝对性：重力势能的变化量与零势能参考平面的选 择无关，没特别说明以地面为零势能参考平面。
针对训练1．下列关于重力势能的说法正确的是
(
)．
A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B．重力势能的大小是相对的
C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
解析：重力势能是由物体和地球的相对位置所决定的能，由地球
和物体所共有，所以A、B正确；由于重力势能的大小与零势能面 的选取有关，所以重力势能等于零不等于没有对外做功的本领， 所以 C 错误；只有选地面为零势能面时，地面上的物体重力势能 才为零，否则不为零，D错误．故A、B正确．
（1）同一高度释放两个小球 （2）钢球分别从不同的高度落下
（1）在沙盆上方同一高度释放两个 小球，钢球的质量大，小桌在沙里 深 些。(填“深”或“浅”) 面陷得_____ （2）让钢球分别从不同的高度落 下，钢球释放的位置越高，小桌在 深 。(填“深”或 沙中陷得越_____ “浅”)
质量 和所处的_____ 高度 2.大小：物体的重力势能的大小与物体的_____ 越大 有关，质量m越大，高度h越高，重力势能就_______ mgh ．(h为物体重心到参考面的高度) 3.公式：Ep＝______ 标量 （填“标量”或 4.标、矢性及单位：重力势能是 _____ 焦耳 ，符号是 ___ J 。 “矢量”）单位是_____ 5.参考平面：高度规定为零的水平面，任何物体在该平面上 为零 ．物体位于参考平面以上时，重力势能取 的重力势能都_____ 正 值，物体位于参考平面以下时，重力势能取_____ 负 值． _____ 6. 应用：打桩机、水力发电。
高中物理必修2鲁科《第2章能的转化与守恒第2节势能的改变》186PPT课件一等奖
½ mv0² + mgh = ½ mv²
4建方程
v = v0²+2gh
应用机械能守恒定律 解题步骤:1、2、3、4
应用机械能解题的一般步骤
1、确定研究对象(物体或系统) 及研究的过 程。 2、对研究对象进行受力分析，弄清各力在 研究过程中的做功情况，判断是否符合机械 能守恒的条件。 3、选取恰当的参考平面，确定研究对象在过 程中的初始状态和末状态的机械能(包括动能 和势能)。 4、根据机械能守恒定律列方程，进行求解。
（2）固定的光滑斜面类 在固定光滑斜面上运动的物体，同时受
到重力和支持力的作用，由于支持力和物 体运动的方向始终垂直，对运动物体不做 功，因此，只有重力做功，物体的机械能 守恒。
例题4：以初速度v0 冲上倾角为光滑斜面，求物 体在斜面上运动的距离是多少？
（3）固定的光滑圆弧类
在固定的光滑圆弧上运动的物体，只受到重力 和支持力的作用，由于支持力始终沿圆弧的法线 方向而和物体运动的速度方向垂直，对运动物体 不做功，故只有重力做功，物体的机械能守恒。
例题2：在离地面高h的地方，以υ0的速度水平抛出一石块 若空气阻力不计，求石块刚落至地面时速度的大小．
解：对石块，
1找对象
2受力分析确定做功 情况判断是否满足
机械能守恒条件
V0
G
h
从被抛出到刚落至地面，只有重力做功，
v
G
选地面为零势能面
3恰当选参考平面确定初
由机械能守恒定律有：
状态和末状态的机械能
例题5：如图，小球的质量为m，悬 线的长为L，把小球拉开使悬线和竖 直方向的夹角为，然后从静止释放， 求：
(1)小球运动到最低点时的速度 （2）在最低点小球对悬线的拉力
高中物理 第2章 能的转化与守恒 第3讲 势能的改变课件
(3)以上计算结果说明什么？ 解析 通过上面的计算可知，重力势能是相对的，它的大 小与零势能参考平面的选取有关，而重力势能的变化是绝 对的，它与零势能参考平面的选取无关，其变化值与重力 对物体做功的多少有关.
三、重力做功与重力势能变化的关系 1.重力做功是重力势能变化的原因，且重力做了多少功，重 力势能就改变多少，即WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp. (1)当物体从高处向低处运动时，重力做正功，重力势能减少. (2)当物体从低处向高处运动时，重力做负功，重力势能增加.
一、重力势能 1.定义：物体处于一定 高度 而具有的能. 2.大小：物体的重力势能的大小与物体的 质量 和所处的 高度 有关，Ep＝ mgh .
3.参考平面：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 为零 .参考平面的选取是任意的(通常选地面为 参考平面)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. 4.标、矢性及单位：重力势能是 标量 ，单位是 焦耳 ，符号 是 J.
பைடு நூலகம்
例1 某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮 球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图1所 示，则下列说法正确的是( )
图1
A.从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程中重力 做的功 B.从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力 做的功 C.从A到B重力做功mg(H＋h) D.从A到B重力做功mgH
2.重力做的功与重力势能的变化量均与参考平面的选择 无关. 3.重力势能的变化只取决于物体重力做功的情况，与物 体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否 还有其他力做功等因素均无关.
例3 一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹 回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球 的重力势能的变化是(g＝10 m/s2)( ) A.重力做功为1.8 J B.重力做了0.55 J的负功 C.物体的重力势能一定减少0.55 J D.物体的重力势能一定增加1.25 J
高中物理第二章能的转化与守恒2.2势能的改变教学设计鲁科版必修2
2.2势能的改变本节讲述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系.由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从能量转化的角度分析，解开学生的困惑，例如可举在自由落体运动中，重力做正功，重力势能减少，同时由动能定理可知，动能增加，重力势能转化为动能.这样做也可以为下一节讲解机械能守恒定律作好准备.关于重力做功与路径无关和弹性势能的教学，根据学校学生的具体情况，可以适当地展开探究，这对提升学生能力是非常有帮助的.学生已掌握动能、重力势能的概念，对本节来说已有了很好的知识基础，教学中应大胆放手，使学生对重力做功和重力势能的改变的关系进行探索，有利于培养学生的知识探究能力，培养兴趣.教学重点重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系.教学难点重力势能的系统性和相对性.教具准备球(大小相同的一个钢球，一个木球)两个、透明玻璃容器、沙子、投影片等.课时安排1课时三维目标一、知识与技能1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关；3.知道重力势能的相对性；4.了解弹性势能.二、过程与方法1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式；2.学会从功和能的关系上分析和解释物理现象.三、情感态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣.教学过程导入新课放录像：节选美丽的东北雪景，紧接着过渡到大雪山的壮观，在学生正看得津津有味时，跳到雪山发生雪崩，大雪以排山倒海之势，摧毁一切，给人类和自然带来巨大的灾难.教师提问：为什么看起来非常漂亮的雪花会有如此大的破坏力呢？学生回答：由于具有巨大的能量.学生活动：接着观看录像，思考问题.重锤把水泥桩打进地里，说明重锤对水泥桩做了功.据功和能的关系，既然重锤可以对水泥桩做功，表明重锤具有能.推进新课在初中，我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢？除了重力势能以外还有其他形式的势能吗？本节课我们就来研究解决这些问题.一、重力势能【实验探究】1.重力势能与什么因素有关［程序一］演示实验［演示一］在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个铁球分别从不同的高度释放，使其落到沙子中，测量铁球落入的深度.［演示二］把大小相同、质量不同的两个球从同一高度释放，测量它们落入沙子中的深度.［程序二］学生叙述实验现象：(1)当铁球质量一定时，释放点越高，铁球落入沙子中越深；(2)当释放高度一定时，铁球质量大，铁球落入沙子中越深.［程序三］据实验现象总结：物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大.在物理学中我们就用mgh 这个物理量来表示物体的重力势能.板书：E p =mghm −−→−表示物体的质量−−→−单位千克(kg) g −−→−表示重力加速度−−→−单位米/秒2(m/s 2) h −−→−表示物体的高度−−→−单位米(m) E p −−→−表示物体的重力势能−−→−单位焦耳(J) 重力势能是标量，单位：J2.重力势能的相对性和系统性教师活动：引导学生阅读课文相关内容.投影阅读思考题：(1)为什么说重力势能具有相对性？(2)什么是参考平面？参考平面的选取是唯一确定的吗？(3)选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是否相同？是否会影响有关重力势能问题的研究？(4)如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？表示什么含义？(5)如果物体在参考平面的下方，重力势能取什么值？表示什么含义？学生活动：带着问题阅读教材，然后选出代表发言.教师活动：听取学生汇报，总结点评：1.重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面.参考平面选取不同，重力势能的数值就不同.可见，重力势能具有相对性.选择哪个水平面作为参考平面，可视具体情况而定，通常选择地面作为参考平面.2.选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同.3.对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，高度是正值，重力势能也是正值，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能要大.4.在参考平面下方的物体，高度是负值，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.【知识拓展】重力势能和重力有关，而重力是地球施加给物体的，没有地球，也就谈不上重力势能.可见，重力势能是“地球和物体”这个系统共有的.学生活动：讨论对重力势能“系统性”的理解，并发表各自的观点.【课堂巩固】投影题目1.关于重力势能的几种理解，正确的是（）A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题答案：CD2.如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力.假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（）A.mghB.mgHC.mg(h+H)D.－mgh思路：重力势能的大小是相对参考平面而言的，参考平面选择不同，物体的高度不同，重力势能的大小则不同.解析：据题意知，已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H，小球在桌面的高度为零，小球在地面时的高度为－h，所以小球落到地面时，它的重力势能为E p=－mgh.答案：D二、重力做功与重力势能的改变［程序一］定性讨论：1.把一个物体举高，重力做什么功？重力势能如何变化？2.一个物体从高处下落，重力做什么功？重力势能如何变化？［程序二］学生汇报讨论结果：把一个物体举高，重力做负功，即物体克服重力做功，物体的重力势能增大；一个物体从高处下落，重力做正功，重力势能减小.［程序三］教师总结：从刚才的讨论中可知：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加.把功和能的关系用到此处得到：1.重力势能的变化跟重力做功有密切联系.2.重力做了多少功，重力势能就改变多少.［过渡］由此我们可以借助于重力做功来定量研究重力势能.［程序四］推导重力势能的定量表示式.［投影］一个质量为m的物体从距地高为h1的A点下落到距地高为h2的B点，求重力做的功.在该下落过程中，重力做的功为：W G=mgΔh=mgh1－mgh2.［程序五］讨论重力做的功与重力势能改变之间的关系.投影公式：W G=E p1－E p2［说明］W G表示重力做的功；E p1表示物体初位置的重力势能；E p2表示物体末位置的重力势能.讨论得到：1.当物体由高处运动到低处时，重力做正功，则W G >0,E p1>E p2,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. 2.当物体由低处运动到高处时，重力做负功，W G <0，E p1<E p2，表示物体克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功.［推理］物体从A 运动到B ，路径有无数条，但不论沿哪条路径，从A 到B 重力做的功都等于物体重力势能的减少量.而物体重力势能的减少量mgΔh 是一定的，所以沿不同的路径把物体从一位置移动到另一位置，重力所做的功是一定的.板书：重力所做的功只跟初位置的高度h 1和末位置的高度h 2有关，跟物体运动的路径无关.【教师精讲】1.起重机以4g 的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？ 解析：由题意可知起重机的加速度4g a，物体上升高度h ， 据牛顿第二定律得mg －F=ma ，所以F=mg －ma=mg －m×41g=43mg 方向竖直向上.所以拉力做功W F =Fhcos0°=43mgh 重力做功W G =mghcos180°=－mgh即物体克服重力做功为mgh又因为W G =E p1－E p2=－mghW G <0,E p1<E p2即物体的重力势能增加了mgh.2.如图所示，一条铁链长为2 m,质量为10 kg ，放在光滑的水平地面上，拿住一端匀速提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，拉力所做的功是多少？解析：由于铁链中各铁环之间在未提起时无相互作用，所以匀速提起时的拉力F 1总是等于被提起部分铁环的重力，即F 1=G 1=m 1g.由于m 1是逐渐增大的，所以拉力F 1也是逐渐增大的，所以不能用W=Fhcos α求解. 由功能关系，铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了2L h ，因而它的重力势能增加了ΔE p =mgh=mgL/2,又由于铁链是匀速提起，因而它的动能没有变化，所以拉力F 对铁链所做的功就等于铁链重力势能的增加量.即W F =ΔE p =21mgL=21×10×9.8×2 J=98 J. 三、弹性势能的改变【演示】装置如图所示：将一木块靠在弹簧上，压缩后松手，弹簧将木块弹出.分别用一个硬弹簧和一个软弹簧做上述实验，分别把它们压缩后松手，观察现象.学生活动：观察并叙述实验现象.现象一：同一根弹簧，压缩程度越大时，弹簧把木块推得越远.现象二：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出得远.师生共同分析，得出结论：上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能.教师活动：多媒体演示(撑杆中的弹性势能)，发生形变的物体，具有弹性势能.请同学们再举几个物体具有弹性势能的例子.学生活动：观察课件演示，体会发生形变的物体，具有弹性势能；思考并举例：a.卷紧的发条b.被拉伸或压缩的弹簧c.击球的网球拍d.拉开的弓.【合作探究】教师活动：弹性势能的大小与哪些因素有关？弹性势能的表达式应该是怎样的？我们就来探究这些问题. 我们在学习重力势能时，是从哪里开始入手进行分析的？这对我们讨论弹性势能有何启示？学生活动：思考后回答：学习重力势能时，是从重力做功开始入手分析的，讨论弹性势能应该从弹力做功的分析入手.点评：通过知识的迁移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯.教师活动：当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为零，弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能，我们只研究弹簧拉长的情况.在探究的过程中，我们要依次解决哪几个问题呢？请同学们快速阅读课本，把这几个问题找出来.学生活动：阅读教材，找出探究过程中要依次解决的问题，从总体上把握探究的思路.教师活动：倾听学生回答，进一步引导.(1)重力势能与高度h成正比，弹性势能是否也与弹簧的伸长量(或缩短量)成正比？说出你的理由.(2)在高度h相同的情况下，物体的质量越大，重力势能越大，对于不同的弹簧，其弹性势能是否也有类似的情形？(3)对弹性势能的猜测，并不能告诉我们弹性势能的表达式，这样的猜测有没有实际意义？学生活动：思考问题，学生代表发言.教师活动：听取学生汇报，点评，解答学生可能提出的问题.提出问题：重力做功，重力势能发生变化，重力做功在数值上等于重力势能的变化量.那么，弹力做功与弹性势能的变化之间的关系是怎样的？学生活动：思考问题，学生代表发言.教师活动：听取学生汇报，点评，解答学生可能提出的问题.提出问题：重力是恒力，重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘积.那么，拉伸弹簧时，拉力做功该怎样计算？并在练习本上自己画图，写出拉力在整个过程中做功的表达式.学生活动：思考拉力做功的计算方法，选出代表发表自己的见解.点评：通过学生阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生探求变力做功的方法，初步形成微分求解变量的物理思想方法.教师活动：听取学生汇报，投影学生的求解过程，解答学生可能提出的问题.提出问题：怎样计算拉力做功的求和式？是否可以用F-l图象下梯形的面积来代表功？学生活动：在练习本上作F-l图象，推导拉力做功的表达式.教师活动：听取学生汇报，投影学生的推导过程，解答学生可能提出的问题.点评：在处理匀变速直线运动的位移时，曾利用v-t图象下梯形的面积来代表位移；这里利用F-l图象下的面积来代表功，可以培养学生知识迁移的能力.但要搞清弹簧长度和伸长量的区别，l表示伸长量，则F-l图象下是一个三角形的面积来代表功.【例题剖析】1.对弹性势能的理解［例1］一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处.则（）A.h愈大，弹簧在A点的压缩量愈大B.弹簧在A点的压缩量与h无关C.h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大解析：最终小球静止在A点时，通过受力分析，小球受自身重力与弹簧的弹力作用，由弹力公式F=kl，即可得出弹簧在A点的压缩量与h无关，弹簧的弹性势能与h无关.答案：B2.关于不同能量间的转化［例2］如图所示，表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆.试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况.分析：运动员的助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能；起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和撑杆中的弹性势能；随着人体的继续上升，撑杆中的弹性势能转化为人的重力势能，使人体上升至横杆以上；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能.教师活动：势能也叫位能，是由相互作用的物体的相对位置决定的.重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的，弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的.我们以后还会学到其他形式的势能.【知识拓展】［例1］盘在地面上的一根不均匀的金属链重G=30 N，长L=1 m,从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 J.金属链重力势能增加__________J，此时金属链重心位置距地面__________m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功__________.解析：从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 J，金属链重力势能增加ΔE p=Gh1=10 J,此时金属链重心位置距地面h1=0.33 m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功W2=G(L-h1)=20 J. ［例2］如图所示，一个人通过定滑轮匀速地拉起质量为m的物体，当人沿水平地面从A点走到B点时，位移为s ，绳子方向与竖直方向成α角，原先绳子方向竖直，不计阻力.则人拉物体所做的功为多少？解析：由于人拉绳的力的方向不确定，不能用功的定义式来计算人所做的功，须通过动能定理来计算人所做的功.而重力的功根据重力做功的特点可得：)sin cos sin (αααs s mg mgh W G -==. 由动能定理可得：W-W G =0 所以人所做的功为：ααsin )cos 1(-=mgs W . 课堂小结1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定.2.势能是标量，单位是焦耳.3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关. 布置作业高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理 第2章 第2节 势能的改变知识探讨 鲁科版必修2
势能的改变-知识探讨合作与讨论(一)有人说：“一个物体在某一位置的重力势能可以有许多不同的数值.”这种说法对吗？我的思路:势能的大小与参考面的选取有关,这种说法对.(二)质量相同的铝立方体和铅立方体相比,放在同一水平桌面上时,哪个重力势能较大？为什么？我的思路:由于铝立方体和铅立方体的密度不同,所以,质量相等的铝立方体和铅立方体相比,铝立方体的体积较大,放在同一水平面上时,铝立方体的重心高.因此,铝立方体的重力势能大于铅立方体的重力势能.思考过程1.重力势能(1)定义：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量.,二楼房间里的物体A具有正的重力势能,一楼房间里的物体B 具有负的重力势能.(2)重力势能表达式E p=mgh.(3)重力势能是标量,由物体所处的位置状态决定,是状态量.(4)重力势能的相对性.选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的,选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定.通常选择地面作为参考平面.对选定的参考平面而言,在参考平面上方的物体,高度是正值,重力势能也是正值；在参考平面下方的物体,高度是负值,重力势能也是负值.(5)重力势能的系统性重力势能实际上是物体与地球这一系统共同具有的,平常所说的某一物体具有的重力势能实际上是系统共有的,这只是一种约定俗成的说法.2.重力做功与重力势能变化的关系(1)重力做功的特点重力做功与路径无关,只与物体起点和终点位置的高度差有关.(2)重力做功与重力势能的变化重力做多少正功,重力势能就减少多少；重力做多少负功(或称克服重力做了多少功),重力势能就增加多少.即重力做功等于重力势能的减少量,W=E p1－E p2=ΔE p.3.弹性势能(1)发生弹性形变的物体,在恢复形变时能对外界做功,具有一种潜在的能量.(2)弹性势能有关因素弹性势能随形变量增大而增加.知识总结规律：重力做功与势能变化的关系知识：重力势能、弹性势能方法：重力做功与重力势能的变化重力做多少正功,重力势能就减少多少；重力做多少负功(或称克服重力做了多少功),重力势能就增加多少.即重力做功等于重力势能的变化量,W=E p1－E p2=ΔE p.。
2019-2020年高中物理 第2章 第2节 势能的改变同步测试 鲁科版必修2
2019-2020年高中物理第2章第2节势能的改变同步测试鲁科版必修2一、选择题1、将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，那么 ( )A．不论选定什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增加值相同B．不论选定什么参考平面，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，物体最后的重力势能肯定不等2、同一物体，第一次被匀速提升到l0 m高处，第二次被沿着倾角为30°的光滑斜面拉到位移为20 m处，那么，在这两次过程中 ( )A．第一次增加的重力势能大 B．第二次增加的重力势能大C．两次增加的重力势能一样大 D．两次物体克服重力做功值相等3、下列说法中正确的是 ( )A．选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的B．物体克服重力做功，物体的重力势能增加C．重力对物体做正功，物体的重力势能增加D．重力势能为负值的物体，肯定比重力势能为正值的物体做功要少4、质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的作用，下落的加速度为4g／5，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是 ( )A．物体重力做的功为mgh B．物体的动能增加了mghC，物体重力势能减少了mgh D．物体克服阻力所做的功为mgh／55、在水平面上竖直放置一轻质弹簧，有一个物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧直至速度减为零时 ( )A．物体的重力势能最大 B．物体的动能最大C．弹簧的弹性势能最大 D．弹簧的弹性势能最小6、质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深为h的坑，如图7-6-2所示，在此过程中 ( )A．重力对物体做功 mgHB．物体重力势能减少 mg(H+h)C．合力对物体做的总功为零．D．地面对物体的平均阻力为 m g H／h7、下列关于弹性势能的说法中，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8、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，则物体的重力势能为；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能为．9、在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖一块一块地竖直叠放起来，需要做的功为．10、质量是5 kg的铜球，从离地面15 m高处自由下落1 s，其重力势能变为．(g取10m／s2，取地面为参考平面)11、如图7-6-1所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k l和k2，上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这过程中，两木块的重力势能各增加多少?12、质量为m的物体放在地面上，其上表面竖直固定一根轻弹簧，弹簧原长为L，劲度系数为k，下端与物体相连接，如图7-6-3所示．现将弹簧上端P缓慢提一段距离H，使物体离开地面．若以地面为参考平面，试求此时物体的重力势能．势能的改变答案：1．A 2．C D 3．A B 4．A C D 5．C 6．B C 7．A B8．-100 J 700 J9．10．500 J11．12．2019-2020年高中物理第2章第2节势能的改变同步练习鲁科版必修2一、选择题1.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答案：D2.一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答案：C3.关于重力势能与重力做功的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,将物体以相同的初速度沿不同方向从抛出到落地过程中,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答案：AB4.若物体m沿不同的路径Ⅰ和Ⅱ从A滑到B,如图所示.则重力所做的功为ⅠⅡh ABA.沿路径Ⅰ重力做功最大B.沿路径Ⅱ重力做功最大C.沿路径Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大D.条件不足,不能判断答案：C5.甲、乙两个物体距地面的高度分别为h1和h2(h1＞h2),它们对地面的重力势能分别为E1、E2.则A.E1＞E2B.E1＜E2C.E1=E2D.无法确定答案：D6.用力Ｆ把质量为ｍ的物体从地面举高ｈ时,物体的速度为v,则A.力Ｆ做功为mghB.重力做功为－mghC.合力做功为mv2/2D.重力势能增加为mgh答案：BC7.如图所示,重物A质量为m,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L0,劲度系数为k,下端与物体相联结.现将上端P用手缓缓地竖直提起,使重物离开地面高度为h.若不计物体的动能的改变和弹簧重力,则人所做的功A.等于mghB.大于mghC.小于mghD.无法确定答案：B二、非选择题8.粗细均匀、长为5 m 、质量为60 kg 的电线杆横放在水平地面上,如果要把它竖直立起,至少要做________ J 的功(g =10 m/s 2).答案：15009.质量为1 kg 的球从2 m 高处落到水平地面上,又弹回到1 m 高处,在整个过程中,重力做的功为________ J,重力势能变化了________ J.答案：10 -1010.如图所示,劲度系数为k 1的轻质弹簧两端分别与质量为m 1、m 2的物块1、2拴接,劲度系数为k 2的轻质弹簧上端与物块2拴接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态.现施力将物块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,物块2的重力势能增加了多少？物块1的重力势能增加了多少？11 122m 2m k k答案：m 2(m 1+m 2)g 2/k 2 m 1(m 1+m 2)g 2(1/k 1+1/k 2)。
高中物理鲁科版必修2课件 第2章 能的转化与守恒 2.3.1
物理 必修2
第2章
ห้องสมุดไป่ตู้
能的转化与守恒
典例精析 随堂演练
2．测定第 n 点的瞬时速度 vn 依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间 hn＋ 1－hn－ 1 时刻的瞬时速度”，用公式 vn＝ 计算(T 为打下相邻两点的时间间隔)． 2T ⊳⊳ 实验器材 ⇩ 电磁打点计时器(或电火花打点计时器)，交流电源，纸带 (带复写纸片)，重物 (带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)．
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3．打点计时器产生的误差 (1)由于交流电周期的变化，引起打点时间间隔变化而产生误差； (2)读数点选择不好，振动片振动不均匀，纸带放置方法不正确引起摩擦，都 会造成实验误差．
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⊳⊳ 注意事项 ⇩ 1． 打点计时器要稳定地固定在铁架台上， 打点计时器平面与纸带限位孔调整 在竖直方向，以减小摩擦阻力． 2．应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大 密度可以减小体积，可使空气阻力减小． 3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计 时器工作稳定后，再松开纸带． 4．测量下落高度时，为了减小测量值 h 的相对误差，选取的各个计数点要 离起始点远一些，纸带也不易过长，有效长度可在 60 cm～ 80 cm 之间．
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方法二：任取两点计算． (1)任取两点 A、B 测出 hAB，算出 ghAB. 1 2 1 2 (2)算出 vB－ vA 的值． 2 2 1 2 1 2 (3)若在实验误差允许的条件下 ghAB＝ vB － v A ，则机械能守恒定律是正确 2 2 的．
精选备课高中物理(鲁科版,必修2)课件：第2章 第2节 势能的改变
答案 B
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重力做功与重力势能的变化
【典例 2】 吊车以g4的加速度将质量为 m 的物体匀减速地沿竖 直方向提升高度 h，则吊车钢索对物体的拉力做的功为多 少？物体克服重力做的功为多少？物体的重力势能变化了 多少？(不计空气阻力)
解析 设吊车钢索对物体的拉力为 F，吊车的加速度
是弹力做功的大小，则 W＝12kx·x＝12kx2. 弹簧弹力始终与位移方向相反，故弹簧弹
图2－2－2
力做负功，即 W 弹＝－21kx2. 外力克服弹力做的功等于弹簧弹性势能的增加量，所以
这一过程中弹性势能增加了Δ Ep＝12kx2.
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结论：如果选弹簧的长度为原长时的端点为零势能
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/s2)
图2－2－3
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解析 法一 法二 答案 0.55 J
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借题发挥 求解重力做功的方法 (1)公式法：利用WG＝mgh求解(h为初、末位置的高度差)． (2)转化法：利用WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp，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．
点，则弹簧弹性势能的表达式为 Ep＝12kx2，即弹簧的弹 性势能由其形变量 x 和劲度系数 k 共同决定． 温馨提示 公式 Ep＝12kx2 中，x 为弹簧的形变量，而不是弹 簧的长度，同一弹簧压缩或伸长相同长度时，弹性势能相等.
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高中物理 第2章 能的转化与守恒 第2讲 实验 探究恒力做功与动能改变的关系 鲁科版必修2
解析 平衡摩擦力的方法是：逐步调节木板的倾斜程度， 给小车一初速度，让拖着纸带的小车匀速下滑，故选C. 答案 C
(3)图乙是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带，已知 打点计时器连接的电源的频率为50 Hz，则橡皮筋恢复原长 时小车的速度为 1.40 m/s(结果保留3位有效数字).
借助恒力做功探究功与速度变化的关系 2.在“探究恒力做功与物体的速度变化的关系”的实验中
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…合并起来 挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一 位置再释放.把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功 记 为 W1 ， 第 二 次 挂 2 条 橡 皮 筋 时 橡 皮 筋 对 小 车 做 的 功 为 2W1…橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点 计时器打出的纸带测出.根据第四次的纸带(如图6所示)求得 小车获得的速度为 m/s.
(2)测量时间的工具是 A ；测量质量的工具是 B . 解析 测量时间的工具是打点计时器； 测量质量的工具是天平.
(3)如图13所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F 作用下做匀加速直线运动的纸带，测量数据已用字母表示 在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析，利用这些数 据能否完成“探究恒力做功与物体的速度变化的关系”实 验？若不能，请说明理由；若能，请写出做法.
图2 改变重物的 质量 或者改变小车运动的 距离，也就改变了牵 引力做的功，从而探究牵引力做的功与小车获得的速度间 的关系.
2.平衡摩擦力 将木板一端垫高至轻推小车后小车做 匀速直线 运 动 ， 此 时，小车不要连接重物或拴橡皮筋，但应连着 纸带 且接 通电源.
想一想 方案一实验中若不平衡摩擦力，纸带上的点会是什 么样的？平衡摩擦力后，纸带上的点又会是什么样的？ 答案 若不平衡摩擦，小车在开始时受橡皮筋的弹力和摩擦 力.拉力逐渐变小，摩擦力不变.在两个力相等前做加速度越 来越小的加速运动，两力相等时速度达到最大，之后两力的 合力方向与速度方向相反，做加速度越来越大的减速运动， 当橡皮筋恢复原长后仅受摩擦力，做匀减速直线运动.故纸带 上的点是两头密、中间疏，几乎找不到间距相等的点.
《第2节 势能的改变》(同步训练)高中物理必修2_鲁科版_2024-2025学年
《第2节势能的改变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、关于重力势能的说法，下列哪个是正确的？A. 重力势能与参考面的选择无关。
B. 物体处于任何位置时，其重力势能都是正值。
C. 重力势能的变化量只与始末位置有关，与过程无关。
D. 重力势能的减少量等于重力对物体做功的大小。
2、一个物体从高为h1的位置自由下落到另一个高度为h2的位置，下列哪个选项是相对正确的？A. 物体的重力势能从mgh1增大到mgh2。
B. 物体的重力势能从mgh2减小到mgh1。
C. 物体的重力势能从mgh1减小到mgh2。
D. 物体的重力势能保持不变。
3、一个质量为m的物体从距离地面h的高处自由落下，到达地面时的速度v可以通过下述哪个公式计算？A. v = ghB. v = 2ghC. v = √(2gh)D. v = gh√24、一个物体在水平面上匀速移动，不受任何外界力，则以下哪个结论正确？A. 物体的动能不变B. 物体的势能增加C. 物体的加速度不为零D. 物体的动能和势能都可能增加5、一个物体从静止开始，沿光滑斜面下滑，下列关于其动能和势能变化的描述中，正确的是：A. 物体的动能逐渐增加，势能逐渐减少B. 物体的动能逐渐减少，势能逐渐增加C. 物体的动能和势能保持不变D. 物体的动能和势能同时增加6、一个质量为m的物体在竖直方向上做匀速上升运动，下列关于其动能和势能变化的描述中，正确的是：A. 物体的动能不变，势能增加B. 物体的动能增加，势能减少C. 物体的动能减少，势能增加D. 物体的动能和势能保持不变7、光滑斜面的长度为L，一物体在沿斜面下滑的过程中，重力对该物体做的功为：A)mghB)mgLC)mgLsinθD)mgLcosθ二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、题目：以下哪些情况会导致物体的重力势能发生变化？A. 物体从静置的位置下降到地面B. 物体在水平地面上进行匀速直线运动C. 物体在竖直向上的运动过程中受到加速度D. 物体在空中进行匀速圆周运动2、题目：下列关于重力势能的描述中，正确的是？A. 重力势能的大小与参考面的选取无关B. 同一物体在不同的位置，重力势能的大小不同C. 物体的重力势能越大，其动能必定越大D. 只有当物体受到重力时，才会存在重力势能3、下列关于势能的改变的说法正确的是（）A、物体在重力场中，其重力势能的增加意味着物体的高度增加B、物体在弹性势能中，其弹性势能的增加意味着弹簧的形变量增大C、物体在电场中，其电势能的增加意味着物体所带电荷量的增加D、物体的动能转化为势能时，其势能增加，但动能减少三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：质量为500g的物体静止在地面上，若将其提升高1米，则物体的重力势能增加了多少？假设当地的重力加速度为(9.8 m/s2)。
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1
势能的改变
我夯基 我达标
1.下列说法中正确的是（ ）
A.地面上的物体重力势能一定为零
B.质量大的物体重力势能一定大
C.不同的物体中离地面最高的物体重力势能最大
D.离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零
2.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定
B.物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大
C.一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能变大了
D.在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
3.下列说法中正确的是（ ）
A.物体上升时，重力做负功，重力势能减少
B.物体下降时，重力做正功，重力势能减少
C.物体沿曲面运动，重力做功多少与曲面的形状有关
D.重力做功与重力势能的变化数值相等
4.物体在运动过程中克服重力做功为100 J，则下列说法中正确的是（ ）
A.物体的重力势能一定增加了100 J B.物体的重力势能一定减少了100 J
C.物体的动能一定增加100 J D.物体的动能一定减少100 J
5.质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为h，如图2－2－7所
示.若以桌面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是（ ）
图2－2－7
A.mgh，减少mg（H－h） B.mgh，增加mg（H＋h）
C.－mgh，增加mg（H－h） D.－mgh，减少mg（H＋h）
2
我综合 我发展
6.一质量均匀的不可伸长的绳索（重力不可忽略），A、B两端固定在天花板上，如图2－2
－8所示.今在最低点C施加一竖直向下的力将绳索拉至D点，在此过程中，对绳索的重心
位置变化判断正确的是（ ）
图2－2－8
A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先降低后升高 D.始终不变
7.一根长为2 m、质量为20 kg的均匀细铁棒横放在水平地面上，人若要将它完全竖立起来，
人对铁棒所做的功不能少于_______________.
8.如图2－2－9所示，矿井深100 m，用每米质量为1 kg的钢索把质量为100 kg的机器从
井底提到井口，至少应该做多少功？（机器可视为质点，取g＝10 m/s2）
图2－2－9
参考答案
1思路解析：一定要清楚重力势能由重力大小及重心离参考平面的高度共同决定.零势面的
位置是根据需要人为设定的，并不一定非要将地面设为零势面.
答案：D
2思路解析：物体重力势能具有相对性，其数值与参考平面的选择有关.重力势能是标量，
其数值的正负反映了物体重力势能的大小，在零势能面上方，重力势能为正；在零势能面下
方，重力势能为负.
答案：C
3思路解析：重力做功只与初、末位置的高度差有关，与运动状态、运动路径无关.上升过
程重力做负功，重力势能增加.物体下降h高度，重力做功为mgh，重力势能减少mgh，所以，
3
重力做功与重力势能的变化数值相等.
答案：BD
4思路解析：重力做功量度了重力势能的变化，物体克服重力做功,重力势能增加，重力对
物体做功,重力势能减少，势能增加和减少的量等于做功的多少.
答案：A
5思路解析：重力势能数值具有相对性，与参考面有关；而重力势能的改变具有决定性，与
参考面的选择无关.
答案：D
6思路解析：外力克服重力做功，重力做负功，因此绳索的重力势能增加，重心升高.
答案：A
7思路解析：人做的功至少等于细铁棒增加的重力势能.即
W＝mgΔh＝20×10×1 J＝200 J.
答案：200 J
8思路解析：所做的功至少等于机器及钢索增加的重力势能.即
W＝m1gΔh2＋m2g·21Δh＝100×10×100 J＋100×10×50 J＝1.5×105 J.
答案：1.5×105 J