4.2重力势能和弹性势能（原卷版）

重力势能和弹性势能

4.2学习白标―再硝端核心素养形成脉络学习目标

1.知道重力做功与路径无关.

2.理解重力势能的概念，知道重力势能具有相对性、系统r—一力势使、触重力做功的p弹件势徙）闽（科学探究产-------------------------------------------性，会用重力势能的计算公式进行相关计算.-S-重力势能变化与,-、、生产、生活中重力厂重力做功的关系科学能」科学态度做功现象分析

3.理解重力做功与重力势能变化的关系.J1「思维厂与贡任厂

4.理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的相关因素.必番彷耳―查漏洞

一、重力做的功

1.重力所做的功WG=mgM，△〃指初位置与末位置的高度差.

2.重力做功的特点物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关.

二、重力势能

1.定义物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.

2.大小物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，表达式为稣=〃

2.

3.单位焦耳.

4.重力做功和重力势能变化的关系重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加.关系式Ep

2.WG=EPL

三、重力势能的相对性

1.重力势能的相对性在参考平面上物体的重力势能为

0.选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的，但重力势能的差值相同.（后两空选填“相同”或“不同”）

2.标矢性重力势能为标量，其正负表示重力势能的大小.物体在参考平面上方时，重力势能为正值；在参考平面下方时，重力势能为负值.

四、弹性势能

1.定义发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能，叫弹性势能.

2.影响弹性势能的因素⑴弹性势能跟形变大小有关同一弹簧，在弹性限度内，形变越大，弹簧的弹性势能就越大.⑵弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关在弹性限度内，不同的弹簧发生同样的形变，劲度系数越大，弹性势能越大.

3.弹性势能表达式的推导根据胡克定律尸=辰，作出弹力厂与弹簧形变量x关系的b一x图线，如图所示，根据W=用知，图线与横轴所围的面积表示尸所做的功，即皿=竽=；h2,所以稣=/

2.JJ J盛馒例题―4电影例

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，高度标记如图所示，则下列说法正确的是A.从A到3的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功C.从A到B重力做功根gH+/zD.从A到B重力做功”例

2.如图所示，质量为力的铁球从空中位置A处由静止释放后，经过一段时间下落至位置B,A、B间高度差为，重力加速度为g,不计空气阻力，取A位置为零势能点.贝A.在位置3处，铁球的重力势能为mgHB.如果存在空气阻力，在位置3处铁球的重力势能大于一〃吆〃C.无论是否存在空气阻力，经过位置8处时，重力势能一定减小利”D.选择8为零势能点，由于零势能点下降，重力做功会大于mg”例

3.如图所示，桌面距地面的高度为

0.8m,一物体质量为2kg,放在桌面上方

0.4m的支架上，则g

9.8m/s2^777777777777777777777777777/

（1）以桌面为参考平面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？

（2）以地面为参考平面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？

（3）比较以上计算结果，说明什么问题？例

4.关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（）A.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小C.在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大D.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能新情境做€--提能力

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其重力势能最大D.离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零

2.如图所示，质量为力的小球从高为//处的斜面上的A点滚下，经过水平面3C后，再滚一hgA竽.竽C.m hD.0B8上另一斜面，当它到达京处的点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为（重力加速度为

3.（多选）物体在运动过程中，克服重力做功100J,则以下说法正确的是（）A.物体的高度一定降低了B.物体的高度一定升高了C.物体的重力势能一定是100JD.物体的重力势能一定增加100J

4.关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是（）A.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增加B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定减少C.在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大D.弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能

5.如图所示，质量为机的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端上移“，将物体缓缓提高心拉力尸做功，不计弹簧的质量，则下列说法中正确的是（）WFm////////A.重力做功一根重力势能减少根B.弹力做功一，弹性势能增加WF WFC.重力势能增加加，弹性势能增加/”D.重力势能增加〃吆弹性势能增加WF—

6.如图所示，撑竿跳是运动会上常见的比赛项目，用于撑起运动员的竿要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑竿跳起的过程说法中正确的是（）A.运动员撑竿刚刚触地时，竿弹性势能最大B.运动员撑竿跳起到达最高点时，竿弹性势能最大C.运动员撑竿触地后上升到达最高点之前某时刻，竿弹性势能最大D.以上说法均有可能

7.如今高层居民小区越来越多，家住高层，窗外“风光无限”，可电梯房虽好，就是怕停电.要是电梯停运了，给高层住户的生活带来很多不便.家住10楼的李同学某次停电时步行从一楼走楼梯回家，已知该同学质量为50kg,每层楼的高度为3m,取g=10m/s

2.则该同学在这个过程中（）A.重力做负功，楼梯的支持力做正功

8.重力做负功，楼梯的支持力不做功C.重力势能增加

1.5义15JD.重力势能增加L35X日5j

8.如图所示，质量为根的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3,在空中达到的最高点位置2的高度为/2,已知重力加速度为g.下列说法正确的是（）21/h〃猊―L电A.足球由1运动到2的过程中，重力做的功为相以

8.足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了〃2g〃C.足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mg/zD.因为没有选定参考平面，所以无法确定重力势能变化了多少

9.如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力尸的作用下物体处于静止状态，当撤去尸后，物体将向右运动.在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（）A.弹簧的弹性势能逐渐减小B.弹簧的弹性势能逐渐增大C.弹簧的弹性势能先增大后减小D.弹簧的弹性势能先减小后增大

10.如图所示，桌面高为人质量为〃2的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力,假设以桌面处为参考平面，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（）T OmA.mgh HB.mgH（）C.mg h+H D.~mghIL如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为桌面距地面高为H,物体质量为加，则以下说法正确的是（）Th〃//////////////〃〃///〃/〃//〃///////.A.小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少B.小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多C.以桌面为参考面，小球的重力势能的减少量为〃D.以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为〃吆（，+//）

12.早期的弹弓，一般用“Y”形的树枝制作，如图所示.在树枝的两头分别系上两根相同的皮筋，两皮筋之间用一包裹弹丸的皮块连接.将弹丸包裹在皮块间，水平向后拉动皮块到某一位置后释放，弹丸被水平射出.下列说法正确的是（A.橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做负功B.橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做正功C.弹丸被射出的过程中，橡皮筋的弹性势能不变D.弹丸被射出的过程中，皮块对弹丸做负功

13.蹦蹦杆是最近两年逐渐流行的运动器具，其主要结构是在一硬直杆上套一劲度系数较大的弹簧，弹簧的下端与直杆的下端固定而弹簧的上端固定一踩踏板.如图所示，小明正在玩蹦蹦杆.在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况是（）A.重力势能减小，弹性势能增大B.重力势能增大，弹性势能减小C.重力势能减小，弹性势能减小D.重力势能不变，弹性势能增大

14.如图所示，一质量为〃

2、长度为/的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂.用外力将绳的下端缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距权重力加速度大小为g.在此过程中，绳的重力势能增加（）

15.如图甲所示，一滑块沿光滑的水平面向左运动，与水平轻弹簧接触后将弹簧压缩到最短,然后反向弹回，弹簧始终处在弹性限度内，图乙为测得的弹簧的弹力与弹簧压缩量之间的关系图像，则弹簧的压缩量由8cm变为4cm时，弹簧所做的功以及弹性势能的变化量分别为CqmglA.

3.6J-

3.6J B.—

3.6J、

3.6JC.

1.8J-

1.8J D.一L8J、

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