2-2.1势能的改变（一）

1、2-2.1势能的改变（一）【学习目标】1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；知道重力势能的相对性；2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，掌握重力做功与路径无关；【学习重点】重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。【学习难点】重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。预习案（10分钟）【自学指导】一、 重力势能阅读教材P28-29页，完成下列问题：1.定义： 而具有的能量叫着重力势能。重力势能与哪些因数有关呢？演示实验： 在一个透明的玻璃容器内装上沙子.实验一：在沙盆上方同一高度释放大小相同的小钢球和小木球，结果质量较大的小钢球在沙中陷得较深些，说明处在同一高度的小钢球和小

2、木球，小钢球具有的重力势能较 （填“大、小”).实验二：让同一小钢球分别从不同的高度落下，钢球释放的位置越高，在沙中陷得越深，说明小钢球的位置越高，具有的重力势能越 （填“大、小”).通过上述实验，我们可以定性得到：重力势能跟物体的 和 都有关系，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越 (选填“大、小”).那么，怎样定量地表示重力势能呢?2. 重力势能定义式的理论推导:实例1. 一质量为m的小球从离地高为h1的A点自由下落到离地高为h2的B点，这一过程，小球所处位置的高度降低，重力势能 （减小、增大）重力做了多少功？ 我们学过功和能之间的关系力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少；比如：

3、动能定理-合外力做多少功，物体动能就改变多少。由可知：重力做的功等于“mgh”这个式子的减少量。3.重力势能的定义式： E （式中h表示物体重心离参考面的高度）重力势能只有大小没有方向，是 量；重力势能的单位是 、符号 4.重力势能的相对性实例2：有一个质量为m的物体放在三楼顶，每层楼高，则该物体的重力势能为多大?A.3mgh； B.mgh； C.2mgh. D.0你选择答案 ，为什么? 可见：因高度具有相对性，所以物体的重力势能也具有相对性，重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫 . 在参考平面上方的物体，重力势能是 ，在参考平面下方的物体，重力势能是 。（填“正值”，“负值”），

4、重力势能为负值的含义是 即重力势能的正负表示大小。零势能参考平面：我们把所选高度的起点处所在的水平面叫零势能参考平面。参考平面的选取是任意的.选取不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的。所以，实例2的答案有多个。通常情况下选取地面为零势能参考平面.思考：物体从三楼顶移至到二楼，重力势能改变多少？答： 其大小与参考平面的选取有关吗？答： 阅读教材P29-30页，回答下列问题：二、 重力做功与重力势能变化间的关系：力做功的过程就是能量转化的过程，那么物体重力势能的变化是由哪些力做功引起的呢？重力势能的变化与这些力做的功又存在怎样的关系呢？实例3. 分析两个质量均为m的小球从高为h1的A点下落

5、到高h2的B处。其中一个做自由落体运动，另一个则在重力和阻力共同作用下竖直下落。求：（1）以地面为参考平面两球重力势能分别变化多少？ ； 重力分别做多少功？ ； （2）以A为参考平面两球重力势能分别变化多少？重力分别做多少功？ ； ； （3）思考：物体在某两点间重力势能的改变与参考平面选取有关吗？物体在某两点间重力势能的改变与重力做功有什么关系？结论： 即公式： = = 说明：WG表示重力做的功；Ep1表示物体初位置的重力势能；Ep2表示物体末位置的重力势能.讨论：当物体由高处运动到低处时，2，W ,重力势能 （填“增、减”）当物体由低处运动到高处时，2，W 重力势能 （填“增、减”）总结：重

6、力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于 .重力做负功时，重力势能增加，增加的 等于物体克服重力所做的功. 即重力做的功总等于物体重力势能的减少量。三、 重力做功的特点：如图，小球以不同的路径从某一高度A运动到B点，重力对 小球做功大小相同吗？答： 你认为重力做功与物体运动的路径有关吗？答： 结论：重力对物体所做的功只跟物体的初位置和末位置有关，跟物体实际运动的 无关.【当堂检测】1.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体若以地面为参考平面，则物体的重力势能为 ；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能为 2.下列说法中正确的是 ( )A选择不同的参考平

7、面，物体的重力势能的数值是不同的B物体克服重力做功，物体的重力势能增加C重力对物体做正功，物体的重力势能增加D重力势能为负值的物体，肯定比重力势能为正值的物体做功要少【课堂小结】（1）为什么说重力势能具有相对性？处在地面上的物体没有重力势能，这种说法对吗？（2）什么是参考平面？参考平面的选取是唯一确定的吗？（3）选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是否相同？（4）如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？表示什么含义？（5）如果物体在参考平面的下方，重力势能取什么值？表示什么含义？ (6)重力做功与重力势能变化之间的关系如何？ 用公式表示为： = = 训练案1、将同一物体分两次举高，每次

8、举高的高度相同，那么 ( )A不论选定什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增加值相同B不论选定什么参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能相等C不同的参考平面，两种情况中，重力做功不等D不同的参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能肯定不等 2、同一物体，第一次被匀速提升到l0 m高处，第二次被沿着倾角为30的光滑斜面拉到位移为20 m处，那么，在这两次过程中 ( )A第一次增加的重力势能大 B第二次增加的重力势能大C两次增加的重力势能一样大 D两次物体克服重力做功值相等3、质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的作用，下落的加速度为4g5，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是 (

9、 )A物体重力做的功为mgh B物体的动能增加了mghC，物体重力势能减少了mgh D物体克服阻力所做的功为mgh54. 物体1的重力势能Ep1=3J，物体2 的重力势能Ep2=3J，则（ ）A. Ep1= Ep2 B. Ep1Ep2 C. Ep1Ep2 D. 无法判断5. 下列说法中正确的是（ ）A. 物体克服重力做功，物体的重力势能增加 B. 物体克服重力做功，物体的重力势能减少C. 重力对物体做正功，物体的重力势能增加 D. 重力对物体做负功，物体的重力势能减少6、质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深为h的坑，如图所示，在此过程中 ( ) A重力对物体做功 mg

10、H B物体重力势能减少 mg(H+h) C合力对物体做的总功为零 D地面对物体的平均作用力为 mgHh7.如图所示，若物体分别沿不同的路径I和II从A运动到B，则（ ）A.沿路径I重力做的功最大B. 沿路径II重力做的功最大C. 沿路径I和路径II重力做的功一样大D.条件不足，无法判断8.如图表示一个斜向上方抛出的物体的运动轨迹，物体的质量为m。物体由位置1运动到位置2，重力做的功为 ，物体重力势能的变化量为 ；物体由位置1运动到位置3时，重力所做的功为 ，重力势能的变化为 。9起重机以的加速度将质量为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