重力势能 学案（人教版必修2）

1 / 11重力势能 学案（人教版必修 2）本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课件 k重力势能学案（人教版必修 2）1物体高度变化时，重力要对物体做功，当物体向下运动时，重力对物体做_功，当物体向上运动时，重力对物体做_功，重力对物体做的功只跟它的_有关，而跟物体运动的路径_，功的大小等于重力与始末位置的_的乘积2物体的重力势能等于它所受重力与_的乘积，表达式为 Ep_.在国际单位制中单位为_，符号为_3重力做功与重力势能变化的关系式为_，当物体由高处运动到低处时，重力做_功，重力势能_，即WGEp2.重力势能减少的数量等于重力做的功当物体由低处运动到高处时，重力做_功，或者说_，2 / 11重力势能_，即 WGEp2.重力势能增加的数量等于_4重力势能的相对性(1)参考平面：物体的重力势能总是相对于某一_来说的，这个_叫做参考平面在参考平面上，物体的重力势能取作_(2)参考平面的选取：选择哪一个水平面作参考平面，要根据具体情况而定，一般以解决问题方便为原则选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是_的，但物体在固定的两个位置的重力势能的差值与选择的参考平面_对选定的参考平面，上方物体的重力势能是_值，下方物体的重力势能是_值，负号表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能_5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()A沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做3 / 11功多c沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多D不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同6关于重力势能的说法中正确的是()A质量大的物体其重力势能大B位置高的物体其重力势能大c水平地面上的物体重力势能都相等D水平地面上方物体的重力势能有可能比水平地面下方物体的重力势能小7关于重力做功和物体重力势能的变化，下面说法中正确的是()A当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加c重力做功的多少与参考平面的选取无关D重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功【概念规律练】知识点一重力做功的特点1如图 1 所示，4 / 11图 1A 点距地面高为 h，B 点在地面上，一物体沿两条不同的路径 AcB 和 ADB 由 A 点运动到 B 点，则()A沿路径 AcB 重力做的功多一些B沿路径 ADB 重力做的功多一些c沿路径 AcB 和路径 ADB 重力做的功一样多D无法判断沿哪条路径重力做的功多一些2.图 2如图 2 所示，质量为 m 的小球从高度为 h 的斜面上的 A点滚下，经水平面 Bc 后再滚上另一斜面，当它到达 h3 处的 D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为()mghD0知识点二重力势能3关于重力势能，下列说法正确的是()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c一个物体的重力势能从5j 变到3j，重力势能变小5 / 11了D重力势能的减少量等于重力对物体做的功4楼上某房间地板高出楼外地面 4m，窗台比地板高1m一个质量为 10kg 的重物分别放在窗台上 A 处、地板上 B 处和楼外地面上 c 处(g取/s2)(1)以楼外地面为参考平面(零势能面)，重物在 A、B、c三处的重力势能分别为 EpA_，EpB_.Epc_.(2)以该房间地板为参考平面，重物在 A、B、c 三处的重力势能分别为 EpA_，EpB_，Epc_.(3)重物在 A、B 两处的重力势能之差EpAEpB_，A、c 两处的重力势能之差 EpAEpc_.(4)物体在某处的重力势能的量值，跟参考平面的选取_关【方法技巧练】一、重力做功与重力势能的关系5关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是()A物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量B在同一高度，将物体以初速度 v0 向不同方向抛出，6 / 11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一定相等c重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力所做的功等于物体克服重力所做的功与物体所增加的重力势能之和图 36质量为 m 的小球从离桌面高度为 H 处由静止下落，桌面离地高度为 h，如图 3 所示若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为()Amgh，减少 mg(Hh)Bmgh，增加 mg(Hh)cmgh，增加 mg(Hh)Dmgh，减少 mg(Hh)7.图 4如图 4 所示，在水平地面上平铺着 n 块砖，每块砖的质量为 m，厚度为 h.如果人工将砖7 / 11一块一块地叠放起来，那么人至少做功()An(n1)mgh(n1)mghcn(n1)mgh(n1)mgh二、重力势能变化量的求解方法8如图 5 所示，图 5两个底面积都是 S 的圆筒，用一根带有阀门的细管相连通，放在水平地面上两桶内盛有密度为 的水，阀门关闭时两桶液面的高度分别为 h1和 h2，现将连接两桶的管道阀门打开，让左侧桶中的水缓慢流入右侧桶内，最后两桶液面的高度相同，求在此过程中水的重力势能的变化量？参考答案课前预习练1正负起点和终点的位置无关高度差2所处高度mgh焦耳j3WGEp1Ep2正减少负物体克服重力做功8 / 11增加物体克服重力做的功4(1)水平面水平面零(2)不同无关正负小5D对同一物体而言，重力做功的特点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)，它的重力势能也必增加多少，故选 D.点评对同一物体而言，重力对物体所做的功只跟物体初、末位置的高度有关，跟物体运动的路径无关，物体沿闭合的路径运动一周，重力做功为零，其实恒力(大小、方向均不变)做功都具有这一特点6D重力势能 Epmgh，是相对值，与参考平面的选取有关，故 A、B 错参考平面不选水平地面时，Ep0，分析可知，D 正确7ABc重力做正功，物体下降，重力势能减少；重力做负功，物体升高，重力势能增加；重力做功的多少与重力及初、末位置的高度差有关，与参考平面的选取无关课堂探究练1c4(1)490j392j0(2)98j0392j(3)98j9 / 11490j(4)有点评重力势能具有相对性重力势能的表达式 Epmgh是与参考平面的选择有关的，式中的 h 是物体重心到参考平面的高度当物体在参考平面以上时，重力势能 Ep 为正值；当物体在参考平面以下时，重力势能 Ep 为负值注意物体重力势能正负的物理意义是表示比零势能大还是小(物体在参考平面上时重力势能为零)5AB6D小球落地点在参考平面以下，其重力势能为负值，即mgh；初态重力势能 Ep1mgH，末态重力势能 Ep2mgh，重力势能的变化量 EpEp2Ep1mghmgHmg(Hh)，负号表示减少重力势能的变化也可以根据重力做功来判断，小球下落过程中重力做正功，所以重力势能减少量为WGmg(Hh)方法总结(1)重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于物体重力所做的功(2)重力做负功时，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(3)重力对物体所做的功等于物体重力势能变化量的负值7B本题重在分析各块砖的重心位置变化情况，从而找出 n 块砖的重力势能变化情况10 / 11把 n 块砖看做一个整体，其总质量是 mnm，以地面为零势能面，n 块砖都平放在地面上时，其重心都在 h2 高处，所以这 n 块砖的初始重力势能为 E1nmgh2.当 n 块砖叠放在一起时，其总高度为 Hnh，其总的重心位置在 H2nh2 处，所以末态重力势能为E2nmgH2n2mgh2，人做的功至少要等于重力势能的增量，即 WEpE2E1n(n1)mgh2.方法总结把 n 块砖当作一个整体，分析初、末态的势能，是解决该题的关键也可以分析出第一块砖的初、末态的势能，求出每一块砖末态的势能，进而求出所有砖势能的变化量显然整体的研究更为方便8.gS(h1h2)24解析以部分水为研究对象，如图所示，打开阀门，当两桶水液面相平时，相当于将图中左侧桶中阴影