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《物理沪科版必修2学案：讲练互动41势能的变化与机械功含解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、讲练互动【例1】一实心正方体铁块与一实心正方体木块质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是…()A.铁块的重力势能大于木块的重力势能B.铁块的重力势能等于木块的重力势能C.铁块的重力势能小于木块的重力势能D.上述三种情况都有可能解析：由于铁块和木块的密度不同，所以，质量相等的铁块和木块，木块的体积较大，放在同一水平地面上时，木块的重心高，因此，木块的重力势能较大.答案:C绿色通道明确重力势能的定义式Ep=mgh中各物理量的意义，其中m指的是物体的质量,h指的是物体的重心与势能零点的高度差，可见重力势能与质量和高度
2、差都成正比关系..变式训练1•质量为m的小球从离桌面H处自由落下，已知桌面高为h,假设桌面处为零势面，则小球落到地面前瞬间的重力势能为()A.mghB.mgHC.mg(h+H)D.-mgh解析：桌面处为零势面，小球落到地面前瞬间的高度为一h,所以其重力势能为一mgh.答案:D【例2】如图4・1・3所示，在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m,厚度为h.如将砖-块一块地叠放起来，至少需要做多少功？解析:分析本题的关键是抓住重力做功与重力势能变化量之间的关系.对n块砖整体研究，从它们平铺在地面上到一块一块叠放起來，外力所做的功至
3、少等于砖所增加的重力势能.W=nmg-(—nh)—nmg-(—h)=—n(n—1)mgh.222答案丄n(n—1)mgh黑色陷阱分析本题容易出现的错误为：以地面为零势能面，认为初位置的重力势能为零,或将末位置的重力势能当作nmgh來处理.变式训练2.如图4・1・4所示，重物A质量为m,置于水平地面上，其上表面竖直连接着一根轻弹簧，弹簧长为L,劲度系数为k.现将上端P缓缓地竖直提起一段距离L,使重物离开地血，这吋重物具有的重力势能为多少？(以地面为零势能面)解析：当弹簧的弹力等于重力mg时，P点上升的高度为些，此时物体处于静止状
4、态，所k以将上端P缓缓地竖直提起一段距离L,重物上升的高度为L■些,其重力势能为mg（L_¥）.k答案：mg（L-^）k【例3】如图4・1・5所示，质量为m的小物体沿圆弧面从A点无初速地滑下，圆弧的半径为R,A点与圆心等高，滑到圆弧的最低点B时，物块的速度为v.则下滑过程中，重力对物体做的功为,物体克服阻力做的功为.图4亠5解析：对物体下滑过程进行分析可知，对物体做功的只有重力和阻力，重力做功与路径无关,取决于物体的初末位置；下滑过程中，物体受到的阻力为一变力，应根据动能定理求出阻力做的功.重力对物体做的功为WG=mgR对物体
5、从A到B的过程应用动能定理得mgR-Wr丄mv2—02所以物体克服阻力做的功为WrmgR--mv2.答案:mgRmgR—丄mv?2黑色陷阱该题容易忽视重力做功与路径无关的特点，且忽略了阻力是个变力，把它当成恒力求解，错误得到WG=mg—7tR,而摩擦力做功为W（=—pmg—tiR.44变式训练2.在离地面高H处口静止释放质量为m的小皮球，皮球和地面多次撞击后停留在地面上.已知皮球和地面作用时无动能损失，皮球在升降过程中受空气阻力，大小恒为f.试求在这一过程中皮球通过的路程.（重力加速度为g）解析：阻力所做的功为阻力与其路程的乘
6、积，根据动能定理可知，克服阻力所做的功等于重力所做的功，即mgH=fs,解得mgH【例4】（经典回放）如图4亠6所示，将横截面积为S的玻璃管弯成连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K,往左、右管中分别注入高度为h
7、和h2、密度为p的液体，然后打开阀门K,直到液体静止.在上述过程中，液体的重力势能减少了•••（）图4-1-6D.严S(hf)A.pgS(hi—I")C4PgS(h，"h2)解析：抓住重力做功与重力势能变化的关系以及重力做功的特点，采用等效法分析.解：打开阀门K后，左管中的液体流向右管，直到两管液
8、面相平，相当于把左管中高为如巴的液体“搬''到右管中，其重心下降的高度为处二所以该过程中，液体重力势能的减少量为AEp=pgS~/?1-~，1]=-pgS（h2-h!）2.答案:C黑色陷阱由于弄不清楚物体初、末状态，且没有正确选収研究对象，而错误地认为变式训练2.如图4・1・7所示，水塔是在空中的盛水容器，有两个注水口，一个在顶部，一个在底部.注满一水塔水，则（）S4-1-7A.从顶部注水做功多C.从两注水口注水做功一样多B.从底部注水做功多D.条件不足，不能比较从上下注水做功多少解析：从顶部注水必须使水被提高到A点后才能注入
9、容器，但从底部注水，只要使水的高h度提高到H+—（将水看作质点，其位置在重心位置）即可，所以从顶部注水需要克服重力所做的功多.答案:A体验探究【问题】根据下面的实例，你能分析重力势能与哪些因素有关吗？（1）玩滑梯是小朋友喜欢的一种游戏，小朋友先从一侧费力地爬到高处，然后从另一
