高考物理二轮复习讲义第十九讲 重力势能 重力势能的变化与Word下载.docx

1、2014T10、2016T281. 重力势能是物体由于受到重力而具有的跟物体和地球的的能量表达式为Epmgh.物体重力势能的大小与有关2. 重力势能的变化与重力做功的关系：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力做的正功；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做的功重力所做的功只跟有关，跟物体运动的无关3. 物体由于而具有的能量叫做弹性势能，物体的越大，弹性势能越大4. 机械能是和的统称，即E机械EkEp.5. 机械能守恒定律：的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，机械能的总量不变，这就是机械能守恒定律，表达式为Ek1Ep1Ek2Ep2.1. 判断机

2、械能是否守恒的常用方法和常见情形（1） 直接分析某一物理过程中动能与势能之和是否不变，例如物体沿斜面匀速运动，则物体机械能一定不守恒（2） 分析受力：如果只受重力，则机械能一定守恒，例如不计空气阻力时做抛体运动的物体（3） 分析受力做功：如果除重力以外有其他力，但其他力不做功，机械能也守恒，例如在光滑曲面上运动的物体机械能守恒2. 机械能守恒时几种列方程的形式（1） 选取零势能面后，确定初、末位置的总机械能，列等式Ek1Ep1Ek2Ep2.（2） 不需要选取零势能面，找出物体初、末位置动能变化量和势能变化量，列等式|Ek|Ep|.3. 应用机械能守恒定律解题的一般步骤（1） 确定研究系统（通常

3、是物体和地球、弹簧等）和所研究的物理过程；（2） 进行受力分析判断机械能是否守恒；（3） 选择零势能面，确定物体在初、末位置的动能和势能；（4） 根据机械能守恒定律列方程求解【例1】 （2017届徐州学业水平模拟）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100J D. 物体的重力势能一定减少100J笔记：【例2】 （2018届镇江学业水平模拟）如图所示，在弹性限度内，将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，其弹性势能的变化情况是（）A. 一直减小B. 一直增大C. 先减小再增大D. 先增大

4、再减小【例3】 （2016届徐州学业水平模拟）物体在做下列哪种运动时机械能一定不守恒（）A. 自由落体运动 B. 平抛运动 C. 跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下落 D. 用细线拴着小球在竖直平面内做圆周运动【例4】 （2017届连云港学业水平模拟）如图所示，在同一竖直平面内有两个上下正对着的相同半圆形光滑轨道，半径为R，它们之间的距离为x且可调在最低点B处与最高点A处各放一个压力传感器一质量为m的小球在两轨道间运动，小球经过最低点B时压力传感器示数为20mg（在后面的实验中总保持该示数不变），g为重力加速度，不计空气阻力求：（1） 小球经过最低点B时的速度大小；（2） 当调节xR时，小球

5、经过最高点A处压力传感器示数；（3） 在保证小球能经过最高点A的情况下改变x，两压力传感器示数差的绝对值F也随之改变. 试通过计算在坐标系中画出随变化的图象1. （2015年江苏省普通高中学业水平测试）飞机从8 500m高空下降到1 500m高度的过程中（）A. 重力做正功，重力势能减少 B. 重力做正功，重力势能增大C. 重力做负功，重力势能减少 D. 重力做负功，重力势能增大2. （2017年江苏省普通高中学业水平测试）如图所示，两个相同的弹簧悬挂在天花板上弹簧A下端挂一重物M，弹簧B受一竖直拉力F作用，两弹簧的伸长量相等，未超过弹性限度则两弹簧弹性势能的关系为（）A. EpAEpB B.

6、 EpAEpBC. EpAEpB D. 无法比较 A B 3. （2015年江苏省普通高中学业水平测试）如图所示，小朋友在玩蹦蹦杆游戏的过程中，关于杆上弹簧，下列说法中不正确的是（）A. 弹簧恢复到原长时，弹性势能为零B. 弹簧恢复原长过程中，弹性势能转化为其他形式的能C. 弹簧形变量最大时，弹性势能不一定最大D. 弹簧压缩过程中，其他形式的能转化为弹性势能4. （2017年江苏省普通高中学业水平测试）地铁车站的轨道往往建得高些如图所示，列车从A到O的进站过程中，在平直轨道的A处关闭发动机，“冲”到站台的O处停下来进站上坡过程中，列车的一部分动能转化为重力势能列车开启发动机从O到B的出站过程中

7、，重力势能可转化为列车的动能被再次利用，从而达到节约能源的目的设坡高为h，列车的质量为m，经过A、B时的速度大小均为v0，不计空气阻力，重力加速度为g.（1） 求列车经过A时的动能Ek; （2） 求列车进站过程中损失的机械能E；（3） 通过计算求与没有坡的情形相比，列车从A到B的过程中牵引力少做的功W.（假设在没有坡和有坡的两种情形下，列车出站过程克服摩擦力所做的功相等）1. （2018届无锡学业水平模拟）小孩沿滑梯匀速下滑过程中（）A. 动能减小 B. 动能增大 C. 重力势能减小 D. 机械能守恒2. （2018届扬州学业水平模拟）关于机械能守恒的描述，下列说法中正确的是（）A. 做自由落

8、体运动的物体，机械能一定守恒B. 人乘电梯加速上升的过程，机械能守恒C. 物体必须在只受重力作用的情况下，机械能才守恒D. 合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒3. 如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（整个过程，弹簧在弹性限度内，不计小球和弹簧的碰撞能量损失）（）A. 重力势能和动能之和总保持不变B. 重力势能和弹性势能之和总保持不变C. 动能和弹性势能之和总保持不变 D. 重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变4. （2017届南京金陵中学模拟）如图所示，质量m50kg的跳水运动员从距水面高h10m的跳台上以v05m/

9、s的速度斜向上起跳，最终落入水中若忽略运动员的身高取g10m/s2，求：（1） 运动员在跳台上时具有的重力势能（以水面为参考平面）；（2） 运动员起跳时的动能；（3） 运动员入水时的速度大小【知识扫描】 1. 相对位置有关所选零势能面2. 初、末位置的高度差路径3. 发生弹性形变弹性形变4. 动能势能5. 在只有重力或弹力做功【典例透析】 【例1】 B解析：克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度升高，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能是相对的，增加100J的重力势能，并不代表现在的重力势能就是100J.【例2】 C解析：弹性势能的大小与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大

10、，所以弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中，弹性势能先减小再增大【例3】 C解析：只有重力做功或只有弹簧弹力做功，物体机械能守恒. 匀速下落的过程动能不变，势能减小，物体的机械能减小，机械能不守恒细线拴着小球在竖直平面内做圆周运动，物体受重力和绳子拉力，但绳子拉力不做功，机械能守恒【例4】 解析：（1） 由牛顿第二定律可知FBmg，得vB.（2） 由机械能守恒定律可知mvmg（2Rx），得v13gR由牛顿第二定律可知FAmg，得FA12mg.（3） 由第（2） 问可知FA14mg2mg，所以F6mg2mg即62若小球能通过最高点A，A点的力传感器的示数FA0，由FA14mg2mg，可得x7R.图

11、象如图所示答案：（1） （2） 12mg（3） 见解析图【真题荟萃】 1. A2. C3. C4. （1） 根据动能的定义式有Ek（2） 根据功能关系，除重力之外的其他力做功等于机械能的变化量，所以Emgh.（3） 有坡与没有坡的情形相比，初末动能相同，而且在没有坡和有坡的两种情形下，列车出站过程克服摩擦力所做的功相等，就相差了下坡时重力做的功，所以列车从A到B的过程中牵引力少做的功Wmgh没有坡时，牵引力做的功W，根据动能定理WWf0有坡时，牵引力做的功W，根据动能定理WmghWf列车从A到B的过程中牵引力少做的功W WWmgh.【仿真体验】 1. C2. A3. D4. （1） 5 000J（2） 625J（3） 15m/s