2023学年完整公开课版重力势能

人教版必修第二册74重力势能第七章机械能守恒定律雪崩2002年９月２１日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少１００人失踪。陨石划过天空，放出耀眼的光芒，在地上留下巨大的陨石坑当物体处在一定高度时，就具有了能量。而当它从所处的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。它的大小与哪些因素有关呢？本节课我们就来学习这个问题。一、重力做功请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功：第一种情况重力做的功：WG＝mgh第二种情况重力做的功：WG＝mglcosθ＝mgh第三种情况重力做的功：A△h1θlA1可见,重力做的功等于“mgh”这个量的减少量在物理学中“mgh”是一个有特殊意义的物理量，表示物体的重力势能。△hh2h1AB物体从A落到B的过程中，重力做功重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关。二、重力势能Ep我们把物理量mgh叫做物体的重力势能．物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积。Egh说明：重力势能是标量，重力势能是状态量。单位：焦耳，1J=1g·m·s-2·m=1N·m三、重力做的功与重力势能变化的关系WG=Ep1-Ep2=-∆Ep①物体由高处运动到低处时，重力做正功，物体重力势能减少；重力势能减少的数量等于重力做的功。②物体由低处运动到高处时，重力做负功，物体重力势能增加；重力势能增加的数量等于物体克服重力做的功。WG=mgh1－mgh2△hh2h1AB重力做的功等于重力势能的减小量例1塔吊把一质量为200g的物体，从距地面高为h1=8m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？

若物体加速下降呢？重力势能减少了10000J结论1：物体下降，重力做正功，重力势能减少；重力势能减少的数量等于重力做的功。例2塔吊把一质量为200g的物体，从距地面高为h1=3m的高度匀速运到高为h2=8m的地方，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？

物体克服重力做了10000J重力势能增加了10000J结论2：物体上升，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功。四、重力势能的相对性高度h是相对于谁的呢？重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面．重力势能的正负对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。“负值”表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。重力势能：-3J＞-5J例3如图，质量05g的小球，从桌面以上h1=12m的A点落到地面的B点，桌面高h2=08m。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。g=10m/s2参考平面在A点在B点下落过程重力做功重力势能变化桌面地面6J10J-4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。相对性重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。绝对性重力势能是谁具有的呢重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。五、弹性势能拉长或压缩的弹簧、卷紧的发条、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑竿跳高运动员手中弯曲的竿等等，这些物体都发生了弹性形变，每个物体的各部分之间都有弹力的相互作用。发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫作势能弹性弹簧弹性势能与形变量、劲度系数有关。重力做功弹性势能的变化重力势能的变化弹力做功重力做正功，重力势能减小重力做负功，重力势能增加弹力做正功，弹性势能减小弹力做负功，弹性势能增加W弹=-△EPWG=-△EP1下面有关重力势能的说法中，正确的是（）A举得越高的物体，具有的重力势能越大B质量越大的物体，具有的重力势能越大C物体的重力势能不可能为零D物体的重力势能可能小于零D2（多选）下列关于重力势能的说法，正确的是A重力势能的变化，只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关B重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关C重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少D重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的ABD3一质量为5g的小球从5m高处下落，碰撞地面后弹起，每次弹起的高度比下落的高度低1m，则小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功？重力势能如何变化？g=10m/s2

解:小球下落高度为5m，则重力做功为WG=mgh=5×10×5J=250J小球下落过程中重力做正功，重力势能减少250J。4质量为m的均匀链条长为L，开始放在光滑的水平桌面上时，有1/4的长度悬在桌边缘，如图所示，松手后，链条滑离桌面，问：从开始到链条刚好滑离桌面过程中重力势能变化了多少？减小15mgL/325、如图U形管，左端开口右端用盖子封闭，内装有密度为ρ的液体，左侧横截面积3S，右侧横截面积S，最初液面高度差为H。撤去盖子后，最终管内水静止。求重力势能的减少量。3ρgsH/83SSH6．如图所示，质量分别为M和m的两物块用细绳通过光滑定滑轮连接，m放在倾角为θ的光滑