2016-2017学年高中物理 第7章 机械能守恒定律新人教版必修2_5

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 必修 2 机械能守恒定律 第七章 第四节 重力势能 第七章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 * 知道重力做功与路径无关 * 理解重力势能的定义及表达式，会用表达式进行计算 * 知道重力势能的相对性 * 理解重力势能的变化和重力做功的关系 课堂情景切入 高处有一块巨大的石头摇摇欲坠如图所示，在它的下面你可能会感到胆怯。这是因为被举高的物体具有势能，当它 下落时将会对外做功，可能对你造成伤害。物体由于位于高处而具有的能叫做重力势能。 怎样定量地表示物体重力势能的大小呢？ 知识自主梳理 1 特点 只跟物体运动的 _和 _的位置有关，而跟物体运动 _无关。 物体下降时重力做 _功；物体被举高时重力做 _功。 2 表达式 WG _ mg(h1 h2)，其中 h1、 h2分别表示物体 _ 和 _的高度。 重力做的功 起点 终点 路径 正 负 mgh 起点 终点 1 特点 与物体相对地球的 _有关。 2 大小 物体的重力势能等于它所受 _与所处 _的乘积。 3 表达式 Ep _ 4 单 位 _，与功的单位相同。 重力 势 能 位置 (或高度 ) 重力 高度 mgh 焦耳 (J) 1 表达式 _ 2 两种情况 (1)当物体从高处运动到低处时，重力做 _，重力势能 _，即 WG0， Ep1Ep2。 (2)当物体由低处运动到高处时，重力做 _，重力势能 _，即 WG0，在参考平面下方， h0。 (2)某一过程重力势能的变化为 Ep Ep2 Ep1，它与参考平面的选择无关。 解析： (1)若 选 地面 为 参考平面， 则 小朋友滑落到地面上 时 的重力 势 能就一定 为 零； 若 选 其他高度 为 参考平面， 则 小 朋友滑落到地面上 时 的重力 势 能就一定不 为 零。 (2)根据重力 势 能的表达式知，小朋友沿滑梯下滑 时 ，高 度 变 低，重力 势 能减少。 二、重力做功和重力 势 能 间 的区 别 与 联 系 概念 比较项目 重力做功 重力势能 物理意义 重力对物体所做的功 由于物体与地球的相互作用，且由它们之间相 对位置决定的能量 表达式 WG Gl mgh EP mgh 影响大小 的因素 重力 G和初末位置的高度差 h 重力 mg和相对参考面的高度 h 概念 比较项目 重力做功 重力势能 特点 只与初末位置的高度差有关，与路径及 参考平面的选择无关 与参考平面的选择有关，同一位置的物体，选择 不同的参考平面会有不同的重力势能值 过程量 状态量 联系 重力做功过程是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能 增加，且重力做了多少功，重力势能就改变多少。即： W G Ep1 Ep2 特 别 提醒： (1)重力做功是重力势能变化的原因，重力做的功与重力势能的变化量为等值关系，两者均与参考面的选择无关。 (2)重力势能的变化只取决于物体的重力所做功的情况，与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是 否还有其他力做功等因素均无关。 A从 A到 B的曲线轨道长度不知道，无法求出此过程中重力做的功 B从 A到 B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功 C从 A到 B重力势能变化了 mg(H h) D从 A到 B重力做功 mgH 答案： D 解析： 重力做功与物体的运 动 路径无关，只与初、末状 态 物体的高度差有关。从 A到 B的高度差是 H，故从 A到 B重力做 功 mgH，重力 势 能减了 mgH， D正确。 考点题型设计 重力做功的特点 解析： 重力做功的特点是重力做功与物体的运 动 路径无关 ，只与初、末状 态 物体的高度差有关，不 论 是光滑路径 还 是粗 糙路径，也不 论 是直 线 运 动还 是曲 线 运 动 ，物体克服重力做 多少功 (重力做多少 负 功 )，它的重力 势 能必增加多少。 答案： D 点 评 ： 重力 对 物体做功与物体的运 动 状 态 、接触面的粗 糙程度、运 动 路径无关，若物体沿 闭 合的路径运 动 一周， 则 重力做功 为 零。 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以桌面为参考平面，小球的重力势能的减少量为 mgh D以地面为参考平面，小球的重力势能的减少量为 mg(H h) 答案： C 解析： 静止的小球沿不同的 轨 道由同一位置滑到水平桌面 上，由于高度差相同，所以重力做功相同，故 A、 B错误 ；重 力 势 能的 变 化量与参考平面的 选 取无关，重力做的正功等于重 力 势 能的减少量，重力做功 为 mgh， 则 重力 势 能的减少量 为 mgh，故 C正确， D错误 。 重力的功与重力 势 能 变 化的关系 C汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为 0，重力先做正功，后做负功，总功为零 D汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为 0，重力先做负功，后做正功，总功为零 解析： 前半 阶 段，汽 车 向高 处 运 动 ，重力 势 能增加，重 力做 负 功；后半 阶 段，汽 车 向低 处 运 动 ，重力 势 能减小，重 力做正功， 选项 D正确。 答案： D 答案： B 解析： 克服重力做功 50J，即重力做功 为 50J，物体的 重力 势 能一定增加 50J，故 选项 B正确。 开放 探究 答案： B 答案： C 解析： 重力 势 能跟物体的 质 量和高度有关系，物体的 质 量越大，高度越大，重力 势 能就越大。 实验 中采用控制 变 量 法来研究重力 势 能的影响因素。 显 然，本 题选项 C中，比 较 乙和丙 时 ，物体的 质 量和高度