《势能》导学案2.doc

势能导学案 导学目标 .理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算.理解重力做功与重力势能变化的关系.知道重力势能具有相对性.知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.理解弹性势能的概念势能：相互作用的物体凭借其而具有的能量重力势能：物体由于而具有的能量水力发电站是利用了来发电的功是力与的乘积.一、重力做的功问题情境请同学们根据已有的知识求解下列三种情况下重力做的功要点提炼重力做功的特点物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的无关，功的大小等于物重跟起点高度的乘积与物重跟终点高度的乘积这两者之差重力做功的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他的力无关(如：斜面是否光滑等)如果重力做负功，我们常说物体克服重力做了功对于物体沿任意曲线运动的情况，采用“”，这种方法有时可以帮助我们解决很多问题重力做功的大小，式中的指物体运动的起点高度跟终点高度之差即学即用沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是()沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做的功相同图如图所示，质量为的小球在半径为的半圆形轨道上来回运动，下列说法正确的是()若、等高，从到重力做功若、等高，从到重力做功为零若轨道有摩擦，重力做的功最多是若轨道有摩擦，重力做的功可以大于二、重力势能要点提炼定义：我们把物理量叫做物体的重力势能，常用表示，即.上式表明，物体的重力势能等于物体受到的重力和它的的乘积重力势能是标量，但有正值：即，表示位于参考平面以上的物体的重力势能；零：即，表示位于参考平面上的物体的重力势能；负值：即，这与功的正、负的物理意义是不同的，类似于温度 高于 .单位：重力势能的单位在国际单位制中是焦耳()， .重力势能是状态量重力势能的相对性()重力势能有性，即与选取的参考平面(零势能面)因此，在计算重力势能时，必须首先选取参考平面()重力势能的变化是的，它与参考平面的选取重力势能是属于的，如果没有地球，就没有重力，也就谈不上重力势能了，所以，重力势能是地球与物体所组成的这个所共有的，而不是地球上的物体单独具有的即学即用楼上某房间地板高出楼外地面 ，窗台比地板高 一个质量为 的重物分别放在窗台上处、地板上处和楼外地面上处(取 )()以楼外地面为参考平面(零势能面)，重物在、三处的重力势能分别为， .()以该房间地板为参考平面，重物在、三处的重力势能分别为，.()重物在、两处的重力势能之差，、两处的重力势能之差.()物体在某处的重力势能的量值，跟参考平面的选取关三、重力做功与重力势能变化的关系问题情境图如图所示，质量为的物体自高度为的处下落至高度为的处，求此过程中重力做的功和重力势能的变化量，并分析它们之间的关系要点提炼关系：重力做正功，重力势能减少，重力做的功等于重力势能的减少量；重力做负功，重力势能增加，重力做的功等于重力势能的增加量，即.当物体从高处向低处运动时，重力做正功，重力势能减小，也就是，.这时，重力势能减小的数量等于重力所做的功当物体从低处向高处运动时，重力做负功，重力势能增加，也就是，.这时，重力势能增加的数量等于克服重力所做的功即学即用关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是()物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量在同一高度，将物体以初速度向不同方向抛出，从抛出到落地的过程中，重力所做的功相等，物体所减少的重力势能也一定相等重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力所做的功与物体的重力势能增量之和四、弹性势能要点提炼物体由于发生而具有的能量叫做弹性势能发生形变的物体具有弹性势能，只有发生的物体才具有弹性势能弹性势能属于发生弹性形变的物体弹性势能的大小也具有性，与零势能位置的规定有关，一般规定自然长度处弹性势能为零即学即用关于弹性势能，下列说法中正确的是()任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变物体只要发生形变，就一定具有弹性势能弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关重力势能()重力势能：等于它所受重力与所处高度的乘积()重力势能的公式：.()重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，符号为.()重力做功与重力势能变化量之间的关系。重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功物体克服重力做功(重力做负功)，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功重力势能的相对性()零势能面()参考平面的选择：通常选择地面为参考平面物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能势能是系统所共有的第节势能课前准备区位置.位于高处.重力势能.在力的方向上发生的位移课堂活动区核心知识探究一、问题情境()如图甲，设一个质量为的物体，从高度为的位置，竖直向下运动到高度为的位置，这个过程中重力做的功是()如图乙，物体沿倾斜直线运动的距离是，在这一过程中重力所做的功是 ()如图丙，我们把整个路径分成许多很短的间隔，1A，2A由于每一段都很小很小，它们都可以近似地看做一段倾斜的直线设每段小斜线的高度差分别是，则物体通过每段小斜线时重力所做的功分别为，物体通过整个路径时重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代数和，即()要点提炼路径.极限法即学即用物体运动过程中克服重力所做的功等于物体所受重力与物体升高的高度的乘积，与物体的运动路径无关，也与是否受到其他力无关，所以、错误，正确若、等高，从到，小球在竖直方向上的位移为零，故重力做功为零，错，对；小球下落的高度最大为，故若轨道粗糙，重力做功最多是，故对，错二、要点提炼高度.正、负.()相对有关()绝对无关.系统系统即学即用() () () ()有三、问题情境重力做功 ()，物体的重力势能由变为，重力势能的改变量，可见.所以，重力做的功等于重力势能的变化量即学即用重力势能具有相对性，重力对物体所做的功等于物体重力势能的变化，即，故、正确；重力势能等于零，只能说明物体在参考平面上，不影响其对别的物体做功，故错；对于，物体匀速上升，手的支持力大小等于物体的重力，二者移动的距离也相同，所以手的支持力做的功等于克服重力做的功，又，故手的支持力做的功也等于物体重力势能的增加量，而不是等于二者之和，故错四、要点提炼弹性形变.不一定弹性形变.相对即学即用发生弹性形变的物体的各部分之间