2017-2018学年教科版必修二 4. 3 势能 学案
2017-2018学年教科版必修二    4. 3  势能      学案第3页

B.WA=WB=WC,PA=PB=PC

C.WA=WB=WC,PB>PC>PA

D.WA>WB>WC,PA>PB>PC

答案 C

解析 由重力做功特点知:WA=WB=WC;从抛出到落地的时间,由运动学知识知:tBPC>PA,故C对.

二、重力势能

[导学探究] 如图3所示,质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处.求下列两种情况下,重力做的功和重力势能的变化量,并分析它们之间的关系.

图3

(1)以地面为零势能参考面;

(2)以B处所在的高度为零势能参考面.

答案 (1)重力做的功WG=mgΔh=mg(h2-h1),选地面为零势能参考面,EpA=mgh2,EpB=mgh1,重力势能的变化量ΔEp=mgh1-mgh2=-mgΔh.

(2)选B处所在的高度为零势能参考面,重力做功WG=mgΔh=mg(h2-h1).物体的重力势能EpA=mg(h2-h1)=mgΔh,EpB=0,重力势能的变化量ΔEp=0-mgΔh=-mgΔh.

综上两次分析可见WG=-ΔEp,即重力做的功等于重力势能变化量的相反数,而且重力势能的变化与零势能参考面的选取无关.

[知识深化]

1.重力做功与重力势能变化的关系:

WG=Ep1-Ep2=-ΔEp

2.重力势能的相对性

物体的重力势能总是相对于某一水平参考面,选不同的参考面,物体重力势能的数值是不同的.故在计算重力势能时,必须首先选取参考平面.

3.重力势能是标量,但有正负之分,物体在零势能面上方,物体的重力势能是正值,表示物体的重力势能比在参考平面上时要大,物体在零势能面下方,物体的重力势能是负值,表示物体的重力势能比在参考平面上时要小.

4.重力势能的变化量与参考平面的选择无关.

例2 下列关于重力势能的说法正确的是(  )

A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定

B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大