高中物理 7_4 重力势能导学案 新人教版必修2.doc

1、a7.4 重力势能学习重点 重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系学习难点 重力势能的系统性和相对性学习目标 知识与技能1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算2、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3、知道重力势能的相对性4、了解弹性势能过程与方法1、根据据功和能的关系，推导出重力势能的表达式2、学会从功和能的关系上解释和分析物理现象3、通过实验，使学生掌握科学的研究方法控制变量法；培养学生的实际操作能力4、通过对结果的分析，培养学生发散性思维，及分析、推理、归纳的能力情感态度与价值观1、通过对实验操作、观察、讨论，以及得出本节课物理知识的过程和方

2、法，激发学生探索的兴趣和热爱科学的精神2、渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣预习案先通读教材，熟悉本节课的基本概念和基本规律，完成“知识准备”、“教材助读”的问题。（独立完成，限时10分钟）知识回顾1、在物理学中做功的快慢用 功率 表示。功W跟完成这些功所用时间t的比值，叫做功率，公式 P=W/t 。2、功率的单位：在国际单位制中功率的单位是 瓦特 ，另外常用单位还有 千瓦 。3、功率也可以用力和速度来表示，作用力方向与速度方向相同时，P= Fv ，F恒定时，v是平均速度时，功率P指的是 平均 功率 ，若v是瞬时速度，则功率P指的是 瞬时 功

3、率 。新课预习1、重力做功（1）物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举高时，重力做 负 功，物体下降时，重力做 正 功。（2）物体运动时，重力对它做的功只跟 物体 和 地球 的位置有关，而跟物体运动的 路径 无关，可见物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积“mgh”，是一个具有特殊意义的物理量。2、重力势能（1）物体的重力势能等于它所受 重力 与所处的 高度 的乘积，表达式： E=mgh ，单位： 焦耳 。（2）重力势能具有 相对性 。只有选定 零势面 后，才能具体确定重力势能的量值，故Ep=mgh中的h是物体相对于 零势面 的高度。（3）重力势能是 物体 与 地球 所组成的这个物体

4、“系统”所共有的。aa3、重力做功与重力势能变化间的关系重力做功与重力势能改变的关系式是 W=P ，当物体的重力做正功时，WG0，即Ep1 Ep2，重力势能 减小 ；当物体的重力做负功时，WG0，即Ep1 , Ep2，重力势能 增加 。探究案探究一：重力做功特点1、把质量为m的物体分别沿上图的三个路径从A移动到B，分别计算重力对物体做了多少功？结论：重力做功的特点是：与路径无关只取决初末两位置2、重力做功时重力势能会改变吗？结论：当物体的重力做正功时，WG0，重力势能 减少 ；当物体的重力做负功时，WG0，重力势能 增加 。例1、沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度不同的斜面，向上拉同一物体到顶端

5、，下列说法正确的是（ C ）A.沿长度大的斜面上升克服重力做的功多 B.沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C.上述几种情况重力做功一样多 D.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少探究二：重力势能1、重力势能的表达式，国际单位？2、重力做功与重力势能变化的关系是什么？能不能写为WG=Ep的形式？为什么？例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） （ A ）A.甲物体的势能大 B.乙物体的势能大C.甲、乙两物体势能相等 D.不能判断 探究三：重力势能的特点1、重力势能的相对性？选择不同的参考系，物体的重力势能数值相同吗？ 结论：重力势能具有相对性

6、，零势面选择不同，物体的重力势能不同。一般选地面为零势面。例3、重力势能的正负有什么含意？p110J，p220J，哪个大些？aa2、若物体的重力势能Ep=10J，则这10J的势能只属于物体吗？（势能是系统所共有的）结论：重力势能具有相对性，是物体和地球共同具有的。能力训练案 1、关于重力势能的理解，下列说法正确的是 （ BD ）A.重力势能是一个定值B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0 D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的2、关于重力势能的说法正确的是（CD ）A.重力势能只由重物决定B.重力势能不能有负值C.重力势能的大小是

7、相对的D.物体在两位置上重力势能之差是绝对的，与零势面的选择无关。Hh3、质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为h，如图所示，若以桌面为参考面，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是：（ D）A.mgh，减少mg(H-h) B.mgh，增加mg(H+h)C.-mgh，增加mg(H-h) D.-mgh，减少mg(H+h)4、一只质量为1kg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，求整个过程中重力对球所做的及球的重力势能的变化。W=5.5J -5.5J5、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

8、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？ 3mh g/4 mgh mgh6、在排球比赛中,某运动员用400N的力把质量为270g的排球从2.8m的高度扣向对方的场地内,在球被扣到落地的过程中,排球的重力势能变化了多少?过关检测案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拉到顶端，以下说法中正确的是( )A.沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做功多B.沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多C.沿坡度小，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多D.上述几种情况克服重力做功一样多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

9、 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(g=10 m/s2)( )A.重力做功为1.8 J B.重力做了0.55 J的负功C.球的重力势能一定减少0.55 J D.球的重力势能一定增加1.25 Jaa3.一根粗细均匀的长直铁棒重600 N，平放在水平地面上.现将其一端从地面抬高0.50 m，而另一端仍在地面上，则( )A.铁棒的重力势能增加了300 J B.铁棒的重力势能增加了150 JC.铁棒的重力势能增加量为0 D.铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关，所以无法确定4如图所示，一质量为m、边长为a的正方体物块与地面间的动摩擦因数为=0.1.为使它水平移动距离a，可

10、以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是( )A.将它翻倒比平推前进做功少 B.将它翻倒比平推前进做功多C.两种情况做功一样多 D.两种情况做功多少无法比较5在竖直平面内有一个半径为R的圆弧形轨道，一个质量为m的小物块从轨道最高点A由静止滑下，到达最低点B时恰好又静止，如图所示.(1)物体在下滑过程中受到哪些力的作用？(2)对物块做功的力各是什么力？其中重力做功为多少？(3)物体由A到B，其重力势能变化了多少？如何变化？答案解析1.【解析】选D.因物体沿着高度相同的不同斜面向上运动，因重力做功与路径无关，与坡度无关，与有无摩擦力也无关，只与初末两位置的高度差有关，故A、B、C均错，D正确.2.【解析】选C.整个过程重力对球做正功，其大小为W=mgh=mg(h1-h2)=0.55 J，A、B错误；重力做正功，重力势能减小，且重力做多少正功，重力势能就减少多少，因此球的重力势能减少了0.55 J，C正确，D错误.3【解析】选B.铁棒的重心升高的高度h=0.25 m，铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功，与参考平面的选取无关，即Ep=mgh=6000.25 J=150 J，故B正确.4.【解析】选B.翻倒过程中，外力克服重力所做的功等于重力势能的