山西省应县一中人教版高一物理必修二学案：第七章第四节 重力势能

1、.班级 姓名 日期 第七章 机械能守恒定律第四节 重力势能编制 审核 编号 055 学习目的1.知道重力做功与途径无关的特点2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进展计算重点3.掌握重力做功与重力势能变化的关系重点4.理解重力势能的相对性难点5.知道重力势能是物体和地球系统所共有的根底知识 重力的功和重力势能1重力功的特点只跟物体运动的起点和终点有关，而跟物体运动的途径无关2重力功的表达式WGmghmgh1mgh2，其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度3重力势能的特点与物体相对地球的位置有关4重力势能的大小等于物体所受重力与所处高度的乘积，表达式为Epmgh.5重力势能的单位焦耳，

2、与功的单位一样6重力做功与重力势能变化的关系1表达式：WGEp1Ep2Ep.1同一物体在不同高度时，重力势能不同2不同物体在同一高度，重力势能可以不同3重力做功与位移有关×重力势能的相对性和系统性1相对性1参考平面：物体的重力势能总是相对于某一程度面来说的，这个程度面叫做参考平面在参考平面上，物体的重力势能取作0.2重力势能的相对性选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的对选定的参考平面，上方物体的重力势能是正值，下方物体的重力势能是负值，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小2系统性重力势能是地球与物体所组成的系统共有的1重力势能Ep12 J，E

3、p23 J，那么Ep1与Ep2方向相反×2同一物体的重力势能Ep12 J，Ep23 J，那么Ep1Ep2.3在同一高度的质量不同的两个物体，它们的重力势能一定不同×才能提升 学生分组探究一对重力势能的理解第1步探究分层设问，破解疑难1小朋友滑落到地面上时的重力势能一定为零吗？【提示】假设选地面为参考平面，那么小朋友滑落到地面上时的重力势能就一定为零；假设选其他高度为参考平面，那么小朋友滑落到地面上时的重力势能就不为零2小朋友从最高点滑落到地面过程中重力势能是增加还是减少？【提示】根据重力势能的表达式知，小朋友沿滑梯下滑时，高度变低，重力势能减少第2步结论自我总结，素能培养1

4、重力势能的正负重力势能是标量，其数值可正可负可为零，表示的是相对大小，如下图物体在A、B、C三点重力势能的正负如下表所示参考平面EpAEpBEpC地面正值正值零桌面正值零负值A处平面零负值负值2.重力势能的三个性质1重力势能的相对性由于重力势能表达式为Epmgh，高度h的相对性决定了重力势能具有相对性 2重力势能变化的绝对性物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关3重力势能的系统性重力是地球对物体吸引而产生的，假如没有地球对物体的吸引，就不会有重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的第3步例证典例印证，思维深化一实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在 同一程度地面上，以下说法

5、正确的选项是A铁球的重力势能大于木球的重力势能 B铁球的重力势能等于木球的重力势能C铁球的重力势能小于木球的重力势能 D上述三种情况都有可能【答案】C第4步巧练精选习题，落实强化1多项选择以下关于重力势能的说法正确的选项是A重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的B重力势能的大小是相对的C重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零【答案】AB2以下说法中正确的选项是A在程度地面以上某高度的物体重力势能一定为正值B质量大的物体重力势能一定大C不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大D离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零【答案】D学生分

6、组探究二重力做功与重力势能变化的关系第1步探究分层设问，破解疑难我国目前最高摩天轮南昌之星高度到达160 m，假设一个50 kg的乘客从地面乘坐该摩天轮到达最高点，那么：1乘客重力做功为多少？【提示】重力做的功为WGmgh50×10×160 J8×104 J.2乘客的重力势能变化了多少？【提示】根据WGEp得，乘客的重力势能变化了EpWG8×104 J，即乘客的重力势能增加了8×104 J.3由1、2可知，重力做功与重力势能的变化有什么关系？【提示】抑制重力做多少功，重力势能就增加多少第2步结论自我总结，素能培养WG与Ep关系的理解如图7

7、73;4­4所示，物体运动经过A、B两点1假设从B点运动到A点，那么WGmgh，从能量角度，重力势能的增量Epmgh即WGEp2假设从A点运动到B点，那么WGmgh，从能量角度，重力势能的增量Epmgh即WGEp.第3步例证典例印证，思维深化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，那么起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体抑制重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？【思路点拨】物体运动的加速度，可由牛顿第二定律求出起重机对物体的拉力，再由功的定义即可求出各个力做的功重力势能的变化可由重力做功来求得，也可由重力势能的定义求得【解析】由题意可知起重机的加速度a，

8、物体上升高度h，据牛顿第二定律得mgFma，所以Fmgmamgm×gmg，方向竖直向上所以拉力做功WFFhmgh，重力做功WGmghcos 180°mgh，即物体抑制重力做功为mgh.又因为WGEp1Ep2mgh0，所以物体的重力势能增加了mgh.【答案】mghmgh增加了mgh第4步巧练精选习题，落实强化3. 如图7­4­5，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.假设以桌面为参考平面，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Amgh，减少mgHh Bmgh，增加mgHhCmgh，增加mgHh Dmgh，减少mgHh

9、【答案】D4一根粗细均匀的长直铁棒重600 N，平放在程度地面上现将一端从地面抬高0.50 m，而另一端仍在地面上，那么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无法确定【答案】B专题训练 绳子、链条类物体重力势能的求法当绳子、链条呈直线状或程度或竖直或倾斜形式放置时，Epmgh中的h表示长度一半位置相对零势能面的高度；当绳子、链条不以直线状如折线状形式放置时，应当分段表示重力势能再求和例1 质量为m的均匀链条长为L，开场放在光滑程度桌面上时，有的长度悬在桌边缘，如图7­4­6所示，松手后，链条滑离桌面，问从开场到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化了多少？桌面离地面高度大于L图7­4­6【解析】解法一：链条从开场到刚滑离桌面过程中，相当于将开场桌面上的的链条移至末态的下端处，故重心下降了L，所以重力做功mg·LmgL，重力势能变化EpmgL.解法二：设桌面为参考面，开场时重力势能Eplmg×mgL，末态时重力势能Ep2mg×.故重力势能变化EpEp2Ep1mgL.【答案】重力势能减少mgL.例2多项选择如图7­4­7所示，倾角30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上