第一部分:核心能力目标
物理概念
理解引力势能的概念,知道引力功与引力势能变化的关系、引力势能的相对性,定性地认识弹性势能。
科学思维
体验重力势能概念建立的过程,理解“势”的含义,了解重力势能的定义和表达方式,并能够运用表达式进行计算。
科学的态度和责任
通过比较了解现实生活中的重力做功现象机械能守恒定律ppt,形成严肃的科学态度。
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重力势能PPT,第二部分内容:课前学习
知识点:重力做功
想象一下,你想从一栋高层建筑的 17 层下降到 8 层。 您可以乘坐电梯或走下楼梯。 当你以两种方式下楼时,重力对你所做的功相等吗?
1、工作表达式:WG=mgh=mgh1-mgh2,其中h指初始位置和最终位置; h1 和 h2 分别指 的高度。
2、做功的特点:物体运动时,重力对其所做的功只与它的位置有关,与物体的运动无关。
3、所做功的正负:物体下落时,重力做_____功; 当物体被举起时,重力起作用。
【思考与判断】
(1)只要物体运动,它的重力就必须做功。 ( )
(2)当物体运动到较高的地方时,重力必须做负功。 ( )
(3)质量越大,重力做的功越大。 ( )
(4)只要物体的高度发生变化,它的重力就必须做功。 ()
(5)重力所做的功的大小取决于物体的重力和它行进的距离。 ( )
知识点2:重力势能
1、定义:我们称之为物体的重力势能,常表示为Ep。
2、表达式:Ep=。
3、单位:在国际单位制中,符号为____。 1 J=1 kg·m·s-2·m=1 N·m。
4、重力做功与重力势能变化的关系
(1)表达式:WG==-ΔEp。
(二)两种情况
①当物体从高处运动到低处时,重力做功,重力势能,即WG>0,Ep1>Ep2。
②当物体从低处运动到高处时,重力作用,重力势能WG<0,Ep1<Ep2。
重力做负功,也可以说是物体。
知识点:三种引力势能的相对论
1、参考平面:物体的重力势能总是相对于某一点的。 这称为参考平面。 在参考平面上,取物体的重力势能。
2. 引力势能的相对论
选择不同的参考平面,物体的重力势能值是相同的。
对于选定的参考平面,上方物体的重力势能为 值,下方物体的重力势能为 _____ 值。 负号表示物体在该位置的重力势能大于其在参考平面上的重力势能。
【思考与判断】
(1) 一旦物体的位置确定了,它的重力势能也就确定了。 ( )
(2)物体与零势能面的距离越大,其重力势能越大。 ( )
(3)物体的重力势能从-5J变为-3J,重力势能增大。 ( )
(4) 地面上物体的重力势能必须为零。 ( )
(5)只要重力起作用,重力势能就会发生变化。 ( )
(6)当物体做匀速直线运动时,重力势能一定保持不变。 ( )
参考平面的选择是任意的,选择原则是为了研究问题的方便; 在研究地面上的物体时,通常使用地面作为参考平面。
对于某一过程,重力WG所做的功和重力势能的变化ΔEp与参考平面的选择无关。
知识点四弹性势能
【查看图片对同学有帮助】
撑竿跳高运动员借助手中弯曲的杆子可以跳得很高,拉长的弓可以射出箭,压缩的弹簧可以将球弹出很远……这些现象意味着什么? 他们有什么共同点?
1.定义:由于物体各部分之间的一些相互作用,也存在势能。 这种势能称为弹性势能。
2、弹簧的弹性势能:当弹簧的长度为其原始长度时,弹性势能为0。当弹簧折叠时,有弹性势能。
3 弹性势能的产生及影响因素
【思考与判断】
(1)弹性势能与弹簧的弹性变形量和刚度系数有关。 ( )
(2)不同弹簧变形量相同时,弹力做功相同。 ( )
(3)弹簧受压缩时,弹性势能为负; 当弹簧被拉伸时,弹性势能为正。 ( )
(4)当弹力做正功时英语作文,弹性势能增大; 当弹力做负功时机械能守恒定律ppt,弹性势能减小。 ( )
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引力势能PPT,第三部分内容:核心探索
核心点:理解重力所做的功
【问题探究】
三个质量相同的小球A、B、C从同一高度落下。 A做自由落体运动,B沿着光滑的曲面滑动,C沿着粗糙的斜坡滑动,最后落到地面。
(1)分析球下落过程中所受的力;
(2) 三个球在下落过程中重力做的功相同吗?
(3) 推导重力做功的公式时使用了什么样的物理思想?
答案(1)A球仅受重力影响,B球受重力和曲面支撑力影响,C球受重力、支撑力、摩擦力三种力影响。
(2)重力所做的功是相同的。
(3)限制除法和求和的思想。
【探索与结论】
1、重力做功的大小只与重力的变化和物体的高度有关,与其他力和运动状态无关。
2. 物体下落时重力做正功,物体上升时重力做负功。
3、物体运动时,重力对它所做的功只与它的起点和终点的位置有关,与物体运动的路径无关。
【考试题案例】
【例1】如图所示,A点距地面高度为h,B点在地面上,物体从A点沿两条不同路径ACB和ADB运动到B点,则()
A. 重力沿着 ACB 路径做更多的功
B. 重力沿着路径做更多的工作 ADB
C. 重力沿路径 ACB 和路径 ADB 做相同量的功
D. 无法确定重力沿着哪条路径做更多的功
【训练1】同一个物体沿着相同高度、不同坡度、不同粗糙度的斜坡从下往上拉。 下列说法正确的是()
A.当物体沿坡度较小的斜坡运动时,它对抗重力做的功较多。
B、当物体沿着坡度和粗糙度较大的斜坡运动时,它会做更多的对抗重力的功。
C、当物体沿坡度小、粗糙度大的斜坡运动时,它克服重力,做更多的功。
D、无论物体沿着什么样的斜面运动,物体对抗重力所做的功都是相同的,物体增加的重力势能也是相同的。
核心点二:重力势能的理解与计算
【问题探究】
1、如图所示,夯实时,将夯锤高高举起,然后砸向地面。 设撞锤的质量为m,重力加速度为g。
(1) 选择地面作为参考平面。 夯锤在地面上的重力势能是多少? 夯锤从地面升起 h 后的重力势能是多少?
(2) 选择距地面高度h为参考平面。 夯锤在地面上的重力势能是多少? 夯锤在高度 h 处的重力势能是多少?
答案(1)0mgh (2)-mgh0
2、如图,幼儿园小朋友在玩滑梯:
(1)当孩子从最高点跌落到地面时,重力是做正功还是负功? 重力势能是增加还是减少?
(2)当孩子从地面爬到滑梯最高点时,重力做正功还是负功? 重力势能是增加还是减少?
答案(1)当孩子滑下滑梯时,重力做正功,重力势能减小。
(2)当孩子从地面爬到滑梯最高点时,重力做负功,重力势能增大。
【探索与结论】
1、引力势能的“四个性质”
2、重力做功与重力势能变化的关系
(1)重力对物体所做的功等于物体重力势能变化的负值,即WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。
(2)当物体从高处运动到低处时,重力做正功,重力势能减小,即WG>0,ΔEp
(3)当物体从低处运动到高处时,重力做负功,重力势能增大,即WG<0,ΔEp>0。 重力对物体所做的负功会增加物体的重力势能。
方法总结三种求解重力势能的方法
(1) 根据重力势能的定义求解:选取零势能基准面,用 Ep = mgh 求质量为 m 的物体在距零势能基准面高度 h 处的重力势能。
(2)根据重力所做的功与重力势能变化的关系来求解问题
由WG=Ep1-Ep2可知Ep2=Ep1-WG或Ep1=WG+Ep2。
(3) 用等效方法计算重力势能:重力势能的变化与运动过程无关,只与初态和终态有关。 ΔEp=mgΔh=Ep2-Ep1。
核心点三理解弹性势能
【问题探究】
如图所示,滑块以初速度v冲向固定在垂直壁上的弹簧,并压缩弹簧。 弹簧压缩过程中,分析弹簧弹力所做的功以及弹性势能的变化。
当弹簧恢复变形并从最大压缩量恢复到原来长度时,分析弹簧力所做的功和弹性势能的变化。
【探索与结论】
1.弹性势能的理解
(1)系统性:弹性势能是弹性变形物体上所有粒子因相对位置和弹力的变化而拥有的能量。 因此,弹性势能是系统的。
(2)相对性:弹性势能的大小与所选的零势能位置有关。 对于弹簧,一般规定弹簧处于其原始长度势能为零的位置。
2、弹性势能与弹性功的关系
(1)当弹力做正功时,弹性势能减小。
(2)当弹力做负功时,弹性势能增大。
(3) 弹力所做的功与弹性势能变化的关系为=-ΔEp。
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