重力势能导学案

聿第4节 重力势能蒁学习目标：薈1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算2.3. 螄理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关4.5. 螀知道重力势能的相对性芈重点：重力势能的概念及重力做功与重力势能变化的关系.蚆难点：重力势能及其系统性相对性.膃课前预习案（自主预习，知识链接）薀1.知识准备（1）（2） 荿总结重力做功的特点和重力势能的表达式（3）（4） 螅重力势能的变化和重力做功之间的关系（5）（6） 薂重力势能的相对性和系统性芀2.学习新知莁 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_膇功，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肂_有关，而跟物体运动的路径_，功的大小等于重力与始末位羁置的_的乘积膈 物体的重力势能等于它所受重力与_的乘积，表达式为Ep_.在芅国际单位制中单位为_，符号为_蚅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WG0，Ep1Ep2.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_，重力势能_，即WG0，Ep1Ep2.重力势能增加的数量等于_螁重力势能的相对性艿参考平面：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_薈参考平面的选取：选择哪一个水平面作参考平面，要根据具体情况而定，一般以解决膅问题方便为原则蒂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_肇3.阅读思考螆（1）重力做功的特点？重力的功可能和哪些因素有关？薄（2）重力势能的变化和重力做功之间的关系是怎样的？写出它们之间的关系式。节（3）如何理解重力势能具有相对性和势能属于系统所共有？膈4.预习自测袅（1）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，羃下列说法正确的是()羂A沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多膀B沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多膇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蒃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螃（2）关于重力势能的说法中正确的是()羇A质量大的物体其重力势能大芅B位置高的物体其重力势能大袂C水平地面上的物体重力势能都相等蒃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肈（3）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()蚈A当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少薅B当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加罿C重力做功的多少与参考平面的选取无关肀D重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功螆课内学习案（合作学习，师生互动）羅1.探究释疑蚀知识点一 重力做功的特点袇问题1：看图7.41，根据力对物体做功的公式，计算物体由A点竖直向下运动到B点过程中重力做的功。袄问题2：看图7.42，根据力对物体做功的公式，计算物体由A点沿倾斜面运动到B点过程中重力做的功。莄问题3：看图7.43，根据力对物体做功的公式以及无限分割思想，计算物体由A点沿曲线运动到B点过程中重力做的功。蒀问题4：总结重力做功的特点是什么？mgh这个表达式具有什么特殊的意义？羈针对训练：芇袄图11.如图1所示，A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()膁A沿路径ACB重力做的功多一些羀B沿路径ADB重力做的功多一些莅C沿路径ACB和路径ADB重力做的功一样多芃D无法判断沿哪条路径重力做的功多一些羁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，当它到达处的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为()A.B. 螇螈图2 B. C.D. 蚂Cmgh D0蚁知识点二 重力势能衿问题1：计算重力势能的表示公式是什么？描述重力势能的单位及其含义。袆问题2：根据公式分析重力势能与质量和高度的关系是怎样的？莆问题3：重力势能的变化和重力做功之间的关系是怎样的？写出它们之间的关系式。蒂针对训练：羀羄图33.如图3，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h.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重力势能的变化分别是（ ）螅A.mgh 减少mg（H-h）膂B.mgh 增加mg（H+h）螇C.-mgh 增加mg（H-h）莇D.-mgh 减少mg（H+h）芄袂图44.如图4所示，光滑斜轨道下端与光滑圆周轨道相接。质量为m的小球从A点由静止释放经斜面进入圆周轨道后能通过轨道最高点C，求小球由A点运动到C点过程中重力做的功？蝿知识点三 重力势能的相对性和系统性蒅问题1：什么是参考平面？参考平面的选取是唯一确定的吗？通常如何选择参考平面？蚄问题2：选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是否相同？是否会影响有关重力势能问题的研究？蚃问题3：如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？ 如果物体在参考平面的下方，重力势能取什么值？ 袀问题4：为什么说“势能是系统所共有的”？2.3. 袈归纳总结肃 重力做功莃 表达式蚇重力势能 重力势能 单位羆 标矢性蒃 重力势能的相对性和系统性袀3.当堂检测虿1、关于重力势能的理解，下列说法正确的是（ ）肄A.重力势能是一个定值羂B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少薀C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0螀D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的蒇2、离地面高度相同的两物体甲和乙，已知m甲m乙，则（以地面为参考平面） （ ）蚅A.甲物体的势能大莀B.乙物体的势能大薇C.甲、乙两物体势能相等薅D.不能判断肅3、如图5所示，一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是( )肁蕿图5A.沿AB面重力做功多羇B.沿两个面重力做的功相同蒄C.沿AB面重力势能减少多袁D.沿两个面减少的重力势能相同蚀4、下列说法正确的是（ ）肆A.重力做正功，重力势能增加袃B.重力做负功，重力势能增加薁C.物体走的路径越长，重力做功越多蒈D.重力势能的改变量与零势能点选取有关蒈5、如图6所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面时的重力势能为( )莃莂图6A.mgh蕿B.mgH薆C.mg(h+H)螂D.-mgh肂课后训练案（自练自纠，巩固提升）薀1、用绳子吊起质量为m的物体，使它以加速度a匀加速升高h，在此过程中，物体增加的重力势能为（ ）蚅A.mgh B.mgh+mah蒆C.m（g-a）hD.mah袃2、一只100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是（ ）莈A.重力做功为1.8 J肇B.重力做了0.55 J的负功袅C.物体的重力势能一定减少0.55 J薃D.物体的重力势能一定增加1.25 J葿膆 图73、如图7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.如果人工将砖一块一块地叠放起来，那么人至少做功()芄An(n1)mgh聿B.n(n1)mgh蒁Cn(n1)mgh薈D.n(n1)mgh螄4、起重机以g/4的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？螀5、如图8所示，有一段长L=1.8 m，质量为m=2.4 kg的链条，放在高h=1.0 m的水平桌面上，有吊在桌面边缘，以地面为零势能参考平面，计算链条的重力势能.（g取10m/s2）芈蚆 图8膃参 考 答 案薀课前预习答案:(1)(2) 荿 正负起点和终点的位置无关高度差(3)(4) 螅 所处高度mgh焦耳J (5)(6) 薂 WGEp1Ep2正减少负物体克服重力做功增加物体克服重力做的功(7)(8) 芀 水平面水平面零(9)(10) 莁 不同无关正负 小膇预习自测答案：(1)(2) 肂D 重力做功只与初、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。(3)(4) 羁D 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 (5)(6) 膈ABC 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芅知识点一答案：蚅针对训练：1.C2B螁知识点二答案：艿针对训练：3.D 4.解：小球由A到C过程中，重力做功薈当堂检测答案：膅1.B、D 2.A 3.B、D 4.B 5.D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)，负号表示减少蒂课后训练答案：1.2. 肇D 2.B 3.B n块砖平铺在水平地面上时，系统重心离地的高度为。当将它们叠放起来时，系统重心离地高度为。所以，至少需要做功。4.5. 螆解： 取竖直向上为正方向，重物匀减速运动，则加速度为负值，则 ， 。重力做功，则克服重力做功。物体的重力势能增加了。6. 解：以地面为零势能面，可链条分为两部分，一部分为放在桌面上的，另一部分为吊在边缘的，前一部分的重力势能，后半部分的重力势能，链条的重力势能。 以下无正文 仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。 , , .For personal use only in st