重力勢能和彈簧彈性勢能

-.z.7.4重力勢能理上課日期：______________【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解重力勢能的概念，知道重力勢能的相對性、系統(tǒng)性2.深入理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系3.會用重力勢能的定義式計算物體具有的重力勢能，學(xué)習(xí)等效法計算重力勢能【重點】1.重力勢能的變化和重力勢能的關(guān)系2.等效法計算重力勢能【難點】等效法計算重力勢能【學(xué)法指導(dǎo)】對比重力做功與重力勢能的變化，利用"重力做功與過程無關(guān)，只由初末位置決定”認識等效法求重力勢能的變化?！净仡櫯f知】1、重力做功：與起點和終點的位置．與物體的路徑．2、重力勢能：物體的重力勢能等于它所受的和所處的乘積．是標(biāo)量。3、重力做功與重力勢能的關(guān)系：重力做正功重力勢能；重力做負功重力勢能。4、重力勢能的相對性：重力勢能與的選取有關(guān)；但重力勢能的與參考平面的選取無關(guān)．五、重力勢能的系統(tǒng)性：重力勢能是物體和所共有的．【情境展現(xiàn)】312Ah情景1如圖所示，*物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h的312Ah情景2物體1的重力勢能Ep1=3J，物體2的重力勢能Ep2=－3J，哪個物體的重力勢能大？如何理解"【學(xué)海深思】1.由情景1思考：三種情況下，物塊的重力勢能的變化相同嗎？如果以地面為重力勢能的零參考面，則可認為物塊的重力勢能為零，你能分析一下物塊在三種情況下的能量轉(zhuǎn)化嗎？2.情景2中，你能通過重力做功來解釋你的判斷嗎？3.如圖5-21-1所示，一條鐵鏈長為2m，質(zhì)量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間圖圖5-21-1【交流共享，合作探究】1.物體在運動過程中，克服重力做功50J，則（）A.物體的重力勢能一定為50JB.物體的重力勢能一定增加50JC.物體的重力勢能一定減少50JD.物體的重力勢能可能不變2.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根長3m的繩子系住一個重100N的物體，若以地面為參考平面，則物體的重力勢能有；若以井底面為參考平面，則物體的重力勢能是。2.在水平地面上平鋪著n塊相同的磚，每塊磚的質(zhì)量都為m，厚度為d。若將這n塊磚一塊一塊地疊放起來，至少需要做多少功？7.4重力勢能理科時間：45分鐘分值：100分一、選擇題（每小題5分，共60分）1.物體在運動過程中，重力做功50J，則…( )A.重力勢能該變量為50J B.物體的重力勢能一定增加50JC.物體的重力勢能一定減小50J D.重力勢能改變量為-50J2.我國發(fā)射的"神舟”七號飛船在繞地球45圈后，于2008年9月28日勝利返航，在返回艙拖著降落傘下落過程中，其重力做功和重力勢能變化的情況為……………….()A．重力做正功，重力勢能減小B．重力做正功，重力勢能增加C．重力做負功，重力勢能減小D．重力做負功，重力勢能增加3.用起重機將質(zhì)量為m的物體勻速地吊起一段距離，則作用在物體上各力的做功情況應(yīng)該是下面的哪種說法( )A.重力做正功，拉力做負功，合力做功為零B.重力做負功，拉力做正功，合力做正功C.重力做負功，拉力做正功，合力做功為零D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功4.將同一物體分兩次舉高，每次舉高的高度相同，則…………（）A.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體重力勢能的增加量相同B.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體最后的重力勢能相等C.不同的參考平面，兩種情況中重力做功不等D.不同的參考平面，兩種情況中重力最后的重力勢能肯定不等5.質(zhì)量為0.1kg的小球從空中的A點自由下落，經(jīng)3s落地，若取原來A點所在的水平面為參考平面，則小球著地時的重力勢能為()A、0B、45JC、-45JD、-22.5J6．如圖所示，一個質(zhì)量為M的物體，放在水平地面上，物體上方安裝一個長度為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧處于原長，現(xiàn)用手拉著彈簧上端的P點緩慢向上移動，直到物體離開地面一段距離，在這一過程中，P點的位移(開始時彈簧處于原長)是H，則物體重力勢能的增加量為………………………….()A．MgHB．MgH＋eq\f(Mg2,k)C．MgH－eq\f(Mg2,k)D．MgH－eq\f(Mg,k)7.沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說法中正確的是( )A.沿坡度小，長度大的斜面上升克服重力做的功多B.沿長度大、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.上述幾種情況重力做功同樣多8．如圖所示，質(zhì)量相等的兩滑塊分別沿高度相等而傾角不同的兩斜面AB和AC的最高點A由靜止開始下滑，且兩斜面是光滑的，則……………()A、滑到底端時，兩滑塊的速度相同B、滑到底端時，兩滑塊所用時間相同C、滑到底端時，兩滑塊的重力勢能相同D、滑到底端時，重力做功的功率相同9.如圖所示，質(zhì)量為ｍ，邊長為ａ的正方體，與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，為使它沿水平面移動距離ａ，現(xiàn)有兩種方法：將它翻倒或勻速向前平推，則()A、將它翻倒比平推前進做功少B、將它翻倒比平推前進做功多C、兩種情況下做功一樣多D、無法比較10.井深8m，井上支架高為2m，在支架上用一根3m長的繩子系住一個重100N的物體，則物體的重力勢能是(以地面為參考平面)…………………( )A.100J B.700J C.－100J D.無法確定11.一根長L＝2m，重力G＝200N的均勻木桿放在水平地面上，現(xiàn)將它的一端從地面抬高0.5m，另一端仍擱在地面上，則物體重力勢能的變化量為(g＝10m/s2)()A．400J B．200J C．100J D．50J12．以地面為參考平面，物體1的重力勢能3J，物體2的重力勢能3J，若以其它平面為參考平面1具有的重力勢能為Ep1，2具有的重力勢能為Ep2則…………（）A.Ep1=Ep2B.Ep1＞Ep2C.Ep1＜Ep2D.無法判斷二、填空題(每空5分，共20分)13.勁度系數(shù)為K1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量m1、m2的物體1、2連接，1在彈簧上端2在彈簧下端.勁度系數(shù)為K2的輕質(zhì)彈簧上端與物體2連接，下端壓在桌面上（不連接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)施力將物體1緩慢豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面。在此過程中，物體2的重力勢能增加了，物體1的重力勢能增加了。2-4-12-4-114.質(zhì)量為100g的球從1.8m的高處落到水平面上,又彈回到1.25m的高度.在整個過程中重力對物體做的功是球的重力勢能改變了.三、計算題(每小題10分，20分)15．如圖所示，杠中點有一轉(zhuǎn)軸O，兩端分別固定質(zhì)量為2m和m的小球a和b，當(dāng)桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置時，小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢能如何變化，變化了多少？16.如圖所示，長度為l、質(zhì)量為m的均勻的繩，一段置于水平的光滑桌面上，另一段a垂于桌面下，當(dāng)繩下滑全部離開桌面時，桌面的高度大于繩的長度，求重力所做的功？（重力加速度為g）2-4-62-4-6四、附加題1.重為100N長1米的不均勻鐵棒平放在水平面上，*人將它一端緩慢豎起，需做功55J，將它另一端豎起，需做功（）A．45JB．55JC．60JD．65J2.一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處靜止下落,碰撞地面后彈起,每次彈起的高度比下落高度低1m,求:小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功"(g=9.8m/s2)7.5探究彈性勢能表達式上課日期：___________________【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解彈性勢能的概念及意義，學(xué)習(xí)計算變力做功的思想方法。2.掌握彈性勢能公式的探究過程和所用方法。3.學(xué)會彈力做功的計算方法及彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系．【重點】1.彈力做功和彈性勢能變化的關(guān)系。2.探究彈性勢能表達式的設(shè)計思路【難點】根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)重力勢能的表達式。【學(xué)法指導(dǎo)】類比法是本節(jié)課的一個重要學(xué)習(xí)方法，對照重力勢能變化和重力做功的關(guān)系來學(xué)習(xí)彈力做功和彈性勢能的關(guān)系，其實還是對功能關(guān)系的理解。認真閱讀教材67-69頁，完成下列任務(wù)【問題提出】通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道力對物體做功，物體就會有相應(yīng)的能量發(fā)生變化，功是的量度。物體重力做功對應(yīng)著的變化，則彈簧彈力做功也應(yīng)該對應(yīng)著一種能量的變化，我們把這種能量叫做。這是發(fā)生彈性形變的物體各部分之間，由于力的相互作用所具有的能量。問題1：彈簧的彈性勢能與什么因素有關(guān)？猜想1：彈簧的彈性勢能可能與有關(guān)，越大，彈簧的彈性勢能就越大。方案1：完全相同的甲、乙兩個小車在光滑的水平面上分別壓縮勁度系數(shù)不同的兩根彈簧，甲壓縮勁度系數(shù)大的彈簧，乙壓縮勁度系數(shù)小的彈簧，使兩彈簧的形變量相同，松開手以后，哪一個小車的速度會大一些？

說明了什么問題？

猜想2：彈簧的彈性勢能可能與有關(guān)，越大，彈簧的彈性勢能越大。方案2：讓同一根彈簧在壓縮量不同的情況下把質(zhì)量相同的靜止的小車甲、乙分別推出，小車運動的距離越大說明彈簧對它做的功，彈簧原來具有的彈性勢能就。問題2：彈力做功跟彈性勢能變化的關(guān)系.如圖所示，O為彈簧的原長處．1.物體由O向A運動(壓縮)或由O向A′運動(伸長)時，彈力對物體做________功，彈性勢能______．2．物體由A向O運動，或者由A′向O運動時，彈力對物體做_______功，彈性勢能_______．3．類比重力做功與重力勢能關(guān)系，重力做正功，重力勢能；重力做負功，重力勢能。重力做了多少功，重力勢能就減少多少。彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系可表示為____________.彈力做的功等于彈性勢能的______________。重力勢能具有相對性，一般選地面為重力勢能為零的位置。彈性勢能一般選取為零勢點。問題3如何表示出彈簧的彈性勢能大小？變力做功的解決思路：1.圖像法V-t圖像(作圖)F-l圖像（作圖）位移求解方法：利用圖象與t軸所圍成的圖形的面積來代表位移的大小。力做功的求解方法：初速度為零的勻加速直線運動速度圖像從原長開始變化的彈簧彈力的圖像計算勻加速直線運動位移時，用速度和時間的乘積得到位移，但速度是不斷變化的，采用的方法是：微分法。當(dāng)各個小段分得非常小的時候，得到的就是勻變速直線運動的位移表達式。位移：*=變力做功的解決辦法：彈簧彈力做功：WF=*=2.平均作用力*=由勻變速直線運動位移公式可猜想彈力做功的公式是怎樣的？【合作探究】1、如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點B的過程中()A．重力做正功，彈簧彈力不做功B．重力做正功，彈簧彈力做正功C．重力不做功，彈簧彈力不做功，彈性勢能不變D．重力做正功，彈簧彈力做負功，彈性勢能增加2.如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在地面上，物體上面連著一個輕彈簧，用手拉住彈簧上端上移H，將物體緩緩提高h，拉力F做功WF，不計彈簧的質(zhì)量，則下列說法正確的是()A．重力做功－mgh，重力勢能減少mghB．彈力做功－WF，彈性勢能增加WFC．重力勢能增加mgh，彈性勢能增加FHD．重力勢能增加mgh，彈性勢能增加WF－mgh3．如圖所示，勁度系數(shù)為K1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量m1、m2的物體1、2連接，勁度系數(shù)為K2的輕質(zhì)彈簧上端與物體2連接，下端壓在桌面上（不連接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)施力F將物體1緩慢豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面。在此過程中，F(xiàn)做功為W，則整個系統(tǒng)增加的重力勢能和彈性勢能分別為多少？7.5探究彈性勢能的表達式理科時間：45分鐘滿分：100分選擇題（每小題5分，共60分）1.彈簧的彈性勢能與下列哪些因素有關(guān)()A．彈簧的長度 B．彈簧的勁度系數(shù)C．彈簧的形變量 D．彈簧的原長2.下列說法正確的是()A．任何有彈性勢能的物體，一定發(fā)生了彈性形變B．物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢能C．彈簧彈力做正功時，彈性勢能增加D．彈簧彈力做正功時，彈性勢能減少3.如圖所示，輕彈簧下端系一重物，O點為其平衡位置（即重力和彈簧彈力大小相等的位置），今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A點，彈力做功W1，第二次把它拉到B點后再讓其回到A點，彈力做功W2，則這兩次彈力做功的關(guān)系為()A．W1<W2B．W1＝2W2C．W2＝2W1D．W1＝W24.如圖所示，水平地面上固定一豎直輕彈簧，有一物體由彈簧正上方*位置豎直下落，從與彈簧接觸后物體繼續(xù)下落到速度變?yōu)榱愕倪^程中()A．物體的速度逐漸減小B．物體的重力勢能逐漸減小C．彈簧的彈力對物體做正功D．彈簧的彈性勢能逐漸減小5.關(guān)于彈性勢能和重力勢能，下列說法正確的是()A．重力勢能屬于物體和地球這個系統(tǒng)，彈性勢能屬于發(fā)生彈性形變的物體B．重力勢能是相對的，彈性勢能是絕對的C．重力勢能和彈性勢能都是相對的D．重力勢能和彈性勢能都是狀態(tài)量6.如圖所示，輕彈簧拴著小球放在光滑水平面上，O為彈簧的原長．現(xiàn)將小球拉至A處后釋放，則小球在A、B間往復(fù)運動，下列說法正確的是()A．從B→O，速度不斷減小B．在O處彈性勢能最小C．從B→O，速度不斷增大D．在B處彈性勢能最小7.關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是()A．當(dāng)彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大B．當(dāng)彈簧變短時，它的彈性勢能一定變小C．在拉伸長度相同時，k越大的彈簧，它的彈性勢能越大D．彈簧在拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能8.如圖所示，一個物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中以下說法正確的是()A．物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B．物體向墻壁運動相同的位移，彈力做的功不相等C．彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小D．彈簧的彈力做負功，彈性勢能增加9.如圖所示，彈簧的一端固定在墻上，另一端在水平力F作用下緩慢拉伸了*.關(guān)于拉力F、彈性勢能Ep隨伸長量*的變化圖線，圖中正確的是()10.質(zhì)量為0.1kg的小球從空中的A點自由下落，經(jīng)3s落地，若取原來A點所在的水平面為參考平面，則小球從自由下落至著地過程，重力勢能的變化量為()A、0B、45JC、-45J