势能势能包括重力势能和弹性势能。 如图,高举的重锤,会给地面砸出一个很深的坑。其中砸坑是一个做功的过程,这说明被举高的重锤具有能量,物理上:高处物体所具有的能,叫做重力势能 如图,拉开的弓,能够将箭矢弹射很远,这也是一个做功的过程,这说明弯曲的弓具有能量,物理上:物体由于 发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能 势能的本质无论是重力势能还是弹性势能,都是物体离开平衡位置而产生的能量。 (1)重力势能的平衡位置 假设把物体放到地面上,它不可能对地面做功;只有把物体太高了,它才能够对地面做功,则我们把地面叫做重力势能的平衡位置。 (2)弹性势能的平衡位置 弓自然伸直的时候,不能够把箭矢弹出,只有弯曲,离开了自然伸直的位置,才能弹射箭矢,那么我们把弓自然伸直的位置就叫做弹性势能的平衡位置 影响重力势能的因素既然重力势能是由于离开平衡位置而产生的能量,那么它与相距平衡位置的远近h一定存在着关系,下面我们通过探究实验来看看他们具体有什么样的关系: 如图,我们取来A、B、C三个小球,其中A、C的质量相等,其中A、C两个小球为m,B的质量是A的2倍为2m。 首先我们先研究A、C两个小球,他们的质量相等,但是从不同的高度释放,其中A从h处释放,而C从2h处释放;再观察小球在沙坑中的陷落深度,我们发现,C比A陷落的更厉害,这说明C比A做的功要多,也就是说C具有的重力势能比A的重力势能要大。(转换法:把看不见的重力势能,转化为看得见的小球在沙坑中的陷落深度。) 看来,重力势能的大小与物体被举高的高度成正比。 在刚才的研究过程中,我们一直控制着物体的质量相等,那么如果物体的质量不相等呢?物体的重力势能是否还会变化呢?我们仍然可以通过实验探究一下。 但是这一次我们就要控制同样的高度h了,这种方法同学们还记得吗?没错,叫做控制变量法。 现在,我们比较一下A、B两个小球,他们都从h处释放,但是B的质量是A的两倍;我们发现,小球B在沙坑中陷落的更深,这说明B具有的重力势能要比A大。 看来,重力势能的大小与物体的质量成正比 弹性势能的影响因素弹性势能,顾名思义物体要发生弹性形变。 至于说,弹性势能什么时候比较大,相信同学们玩过弹弓都应该知道:肯定是物体弹性形变越明显,其弹性势能就越大。 练习:有不会的同学,可以私信胡子老师哦! 公布4.6日习题答案 |
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