人教版高中物理必修二　第7章　第4节　重力势能

、重力势能

第四节重力势能学习目标1.理解重力势能的概念及表达式；2.理解重力做功与路径无关的特点；3.理解重力做功和重力势能的改变的关系；4.知道重力势能的相对性和系统性。思考打桩机的重锤从高处落下时，可以把水泥打进地里，为什么？

重力势能

物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。

猜想重力势能大小和什么有关？和重力、高度有关能否验证？能！用控制变量法用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度（mg一定）用大小不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。（h一定）重力势能的相关因素1.当铁球质量一定时，释放点越高，铁球落入沙子中越深;2.当释放高度一定时，铁球质量越大，铁球落入沙子中越深.怎样定量表示物体的重力势能？物体的重力势能跟高度有关，而物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举高时，重力做负功而重力势能增加；物体下降时，重力做正功而重力势能减少。因此，认识重力势能，不能脱离对重力做功的研究。请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功物体竖直下落从A到BAhBh1h2WG=mgh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2

物体沿斜线运动

从A到CAChθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2物体沿曲线运动从A到CΔh1Δh2Δh3AChA△h1θL一、重力做功的特点:1、重力做功与物体运动的路径无关，只跟它的起点和终点的高度有关，即重力做功数值等于重力与初末位置高度差的乘积。WG=mgh=mgh1-mgh2

2、“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。

这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化．恰与重力势能的基本特征一致。二、重力势能

Ep=mgh

物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积．说明：重力势能是标量、状态量。单位：焦耳1J=1N·m

三、重力势能的变化和重力做功的关系1、WG=mgh=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2=-△Ep2、物体位置降低时，重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功.

3、物体位置升高时，克服重力做功（即负功），重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功.四、重力势能的相对性高度的相对性决定了重力势能的相对性。

计算重力势能之前需要先选定参考平面。（在参考平面，物体的重力势能为零(零势能面)。参考平面的选取是任意的，一般选地面为参考平面

）

b.在参考平面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。

a.在参考平面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；17c.正负表示大小例：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB

选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同

对一个确定的过程，WG和△EP与参考平面的选择无关。20五、重力势能的系统性

严格说来，重力势能是地球和物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。

平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。小结一、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。三、重力做功与重力势能变化的关系：

四、重力势能是相对的，正负表示大小。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为参考平面。（对一个确定的过程，WG和△EP与参考平面的选择无关。）五、势能具有系统性

练习题：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．相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但这并不影响研究有关重力势能的问题；C．在同一高度将物体不论向何方向抛出，不论抛出时的初速度大小，物体落到水平地面时减少的重力势能是相等的；

D．放在地面的物体，它的重力势能一定等于零。BC2、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是（）A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。

ABD3、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则（）A、重力做功为50J；B、重力做功为-50J；C、物体的重力势能一定增加了50J；D、物