74重力势能导学案高一物理必修二人教版

1、课题： 重力势能 1.认识重力做功与路径无关的特点。2.知道重力势能的相对性，能根据参考平面计算物体的重力势能，知道重力势能的变化与参考平面无关。3.掌握重力做功与重力势能变化的关系。4.知道重力势能是物体和地球系统过共有。【重点难点预测】1.重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。2.重力势能的系统性和相对性。【知识链接】1.人们在打桩时，打桩机的重锤从高处落下，把水泥桩打进地里。2. 古代战场，守城的士兵用滚木礌石击退进攻的敌人。【学法指导】实验观察法、分析归纳法、讨论法、讲练法。【学习流程】    自主学习：一、重力的功根据初中所学功和重力势能的有

2、关知识，我们会一些定性的分析，定量计算还不会，请大家阅读课本，自己试着写出在甲、乙、丙三种情况下，物体从A运动到C点的过程中，重力做的功。图甲是物体由A做自由落体到B，再水平运动到C； 图乙是物体沿斜面由A滑到C；图丙是物体沿曲面由A滑到C。 重力做功的大小可以写成： 从以上三个过程的做功情况可以得到重力做功的特点：（只与初末状态高度差有关，跟路径无关）。拓展训练一 ：做竖直上抛物体以速度v抛出，当再次落回抛出点时，重力做了多少功？ 二、重力势能 mgh这个物理量具有特殊的物理意义，一方面与重力做功有关（相互作用），又随高度的变化而变化（凭借其相对位置），具有了势能的特征。物理学中，把物理量m

3、gh叫做物体的重力势能，用mgh表示。即与其它形式的能量一样，重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位制中是焦耳，符号J。1 J=1 kg·m·s-2·m=1 N·m有了重力势能的表达式，重力做功与重力势能的关系可以写成： 其中EP1=mgh1表示物体有 A 位置的重力势能，EP2=mgh2表示物体在 B 位置的重力势能。初状态与末状态的差可称为减少量，上述关系可表述这重力做的功等于物体重力势能的减少量。（末状态与初状态的差可称为变化量，上式可变为当物体从高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即，重力势能减少的量等于重力所做的功。当物体从低

4、处运动到高处时，重力做负功（物体克服重力做功），重力势能增加，即，重力势能增加的量等于物体克服重力做的功。拓展训练二：例1、关于重力势能的几种理解，正确的是A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功。B、放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零。C、在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等。D、相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题三、重力势能的相对性1重力势能的 Ep=mgh中的h指的是物体的重心到零势参考平面的距离。零势参考平面是研究重力势能时，选取的一个参考平面，在参考平面内物体的重力势能为零。2研究重力势能，必须首先选取重力势能参考平

5、面。通常以地面为参考平面，但在实际问题中参考平面可以任意选取。3重力势能有正负，位于参考平面以上的物体具有的重力势能为正值 ，位于参考平面以下的物体具有的重力势能为负值 。重力势能Ep的正负代表其相对参考平面的位置，如果以物体的重心所在的水平面为参考面，该物体的重力势能就为零。4在研究物体的重力势能时，选取不同的零势参考平面，显然得到的重力势能是不同的，这一结论称为重力势能的相对性。但重力势能的变化与参考平面的选取有关，即重力势能的变化是绝对的。四、重力势能的系统性重力势能与重力做功密切相关，而重力是地球和物体之间的相互作用力，离开了地球，就没有重力，也就没有重力能的存在，可见重力势能是地球和

6、物体组成的“系统”共有的，而不是地球上的物体单独具有的，这一结论称为重力势能的共有性。通常我们在叙述重力势能时，说成某物体的重力势能，这只是一种简明的说法。    合作探究：【探究一】重力势能的理解例1 关于重力势能，以下说法中正确的是 ( )A某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的B重力势能为零的物体，不可能对别的物体做功C重力势能与重力势能的变化都与零势参考平面的选取有关D只要重力做功，重力势能一定变化【探究二】重力做功与重力势能的变化例2 如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的1/4图弧形轨道，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

7、点B时恰好又静止。问(1)物块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)物块由A到B，其重力势能变化了多少?如何变化?【课后巩固】1下列关于重力势能的几种理解，正确的是 ( ) A重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功 B放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响两点之间重力势能的变化量2选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量（ ）A都具有不同的数值 B都具有相同的数值C前者具有相同数值，后者具有不同数值 D前者具有不同数值，后者具有相同数值3一物体沿粗糙面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（ ）A沿AB面重力做功多B沿两个面重力做的功相同C沿AB面重力势能减少多D沿两个面减少的重力势能相同4当重力做正功时，以下判断正确的是 （ ）A重力势能一定增大 B重力势能一定减小C物体一定是竖直下降 D物体一定是竖直上升5如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落