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2019-2020年高中物理必修二4.3《勢能》word學案

'2019-2020年高中物理必修二4.3《勢能》word學案'
?2019-2020年高中物理必修二4.3《勢能》word學案[導學目標] 1.理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義式進行計算.2.理解重力做功與重力勢能變化的關系.3.知道重力勢能具有相對性.4.知道重力勢能是物體和地球所組成的系統所共有的.5.理解彈性勢能的概念.1.勢能:相互作用的物體憑借其______而具有的能量.2.重力勢能:物體由于__________而具有的能量.3.水力發電站是利用了__________來發電的.4.功是力與________________________的乘積.一、重力做的功[問題情境]請同學們根據已有的知識求解下列三種情況下重力做的功.      [要點提煉]1.重力做功的特點物體運動時,重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關,而跟物體運動的______無關,功的大小等于物重跟起點高度的乘積與物重跟終點高度的乘積這兩者之差.2.重力做功的大小與物體的運動狀態無關,與物體是否受其他的力無關(如:斜面是否光滑等).3.如果重力做負功,我們常說物體克服重力做了功.4.對于物體沿任意曲線運動的情況,采用“________”,這種方法有時可以幫助我們解決很多問題.5.重力做功的大小WG=mgh=mgh1-mgh2,式中的h指物體運動的起點高度跟終點高度之差.[即學即用]1.沿著高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端,下列說法正確的是(  )A.沿坡度小的斜面運動時物體克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面運動時物體克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面運動時物體克服重力做功多D.不管沿怎樣的斜面運動,物體克服重力做的功相同圖12.如圖1所示,質量為m的小球在半徑為R的半圓形軌道上來回運動,下列說法正確的是(  )A.若A、B等高,從A到B重力做功mg·2RB.若A、B等高,從A到B重力做功為零C.若軌道有摩擦,重力做的功最多是mgRD.若軌道有摩擦,重力做的功可以大于mgR二、重力勢能[要點提煉] 1.定義:我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能,常用Ep表示,即Ep=mgh.上式表明,物體的重力勢能等于物體受到的重力和它的______的乘積.2.重力勢能Ep是標量,但有________.正值:即Ep>0,表示位于參考平面以上的物體的重力勢能;零:即Ep=0,表示位于參考平面上的物體的重力勢能;負值:即EpEp2,這與功的正、負的物理意義是不同的,類似于溫度+2 ℃高于-5 ℃.3.單位:重力勢能的單位在國際單位制中是焦耳(J),1 J=1 kg·m·s-2·m=1 N·m.4.重力勢能是狀態量.5.重力勢能的相對性(1)重力勢能有______性,即Ep與選取的參考平面(零勢能面)______.因此,在計算重力勢能時,必須首先選取參考平面.(2)重力勢能的變化是________的,它與參考平面的選取______.6.重力勢能是屬于______的,如果沒有地球,就沒有重力,也就談不上重力勢能了,所以,重力勢能是地球與物體所組成的這個______所共有的,而不是地球上的物體單獨具有的.[即學即用]3.樓上某房間地板高出樓外地面4 m,窗-省略部分-相同,在國際單位制中都是焦耳,符號為J.(4)重力做功與重力勢能變化量之間的關系:①重力做正功時,重力勢能減少,減少的重力勢能等于重力所做的功.②物體克服重力做功(重力做負功),重力勢能增加,增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功.3.重力勢能的相對性(1)零勢能面.(2)參考平面的選擇:通常選擇地面為參考平面.4.物體由于發生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能.勢能是系統所共有的.第3節 勢 能課前準備區1.位置 2.位于高處 3.重力勢能 4.在力的方向上發生的位移課堂活動區核心知識探究一、[問題情境](1)如圖甲,設一個質量為m的物體,從高度為h1的位置,豎直向下運動到高度為h2的位置,這個過程中重力做的功是WG=mgh=mgh1-mgh2(2)如圖乙,物體沿傾斜直線運動的距離是L,在這一過程中重力所做的功是WG=mgcos θ·L=mgh=mgh1-mgh2(3)如圖丙,我們把整個路徑分成許多很短的間隔AA1,A1A2,A2A3……由于每一段都很小很小,它們都可以近似地看做一段傾斜的直線.設每段小斜線的高度差分別是Δh1,Δh2,Δh3,…,則物體通過每段小斜線時重力所做的功分別為mgΔh1,mgΔh2,mgΔh3,…,物體通過整個路徑時重力所做的功,等于重力在每小段上所做的功的代數和,即WG=mgΔh1+mgΔh2+mgΔh3+…=mg(Δh1+Δh2+Δh3+…)=mgh=mgh1-mgh2[要點提煉]1.路徑 4.極限法[即學即用]1.D [物體運動過程中克服重力所做的功等于物體所受重力與物體升高的高度的乘積,與物體的運動路徑無關,也與是否受到其他力無關,所以A、B、C錯誤,D正確.]2.BC [若A、B等高,從A到B,小球在豎直方向上的位移為零,故重力做功為零,A錯,B對;小球下落的高度最大為R,故若軌道粗糙,重力做功最多是mgR,故C對,D錯.]二、[要點提煉] 1.高度 2.正、負 5.(1)相對 有關 (2)絕對 無關 6.系統 系統[即學即用]3.(1)490 J 392 J 0 (2)98 J 0-392 J (3)98 J 490 J (4)有三、[問題情境]重力做功WG= mg(h2-h1)=mgΔh,物體的重力勢能由mgh2變為mgh1,重力勢能的改變量ΔEp=mgh1-mgh2=-mgΔh,可見WG=-ΔEp.所以,重力做的功等于重力勢能的變化量.[即學即用]4.AB [重力勢能具有相對性,重力對物體所做的功等于物體重力勢能的變化,即WG=-ΔEp,故A、B正確;重力勢能等于零,只能說明物體在參考平面上,不影響其對別的物體做功,故C錯;對于D,物體勻速上升,手的支持力大小等于物體的重力,二者移動的距離也相同,所以手的支持力做的功等于克服重力做的功,又WG=-ΔEp,故手的支持力做的功也等于物體重力勢能的增加量,而不是等于二者之和,故D錯.]四、[要點提煉] 1.彈性形變 2.不一定 彈性形變 4.相對[即學即用]5.AB [發生彈性形變的物體的各部分之間,由于彈力的相互作用而具有的勢能,叫做彈性勢能.所以,任何發生彈性形變的物體都具有彈性勢能,任何具有彈性勢能的物體一定發生了彈性形變.物體發生了形變,若是非彈性形變,便無彈力作用,則物體就不具有彈性勢能.彈簧的彈性勢能除了跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關外,還跟彈簧勁度系數的大小有關.正確的選項為A、B.]
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