河北省邢台市育才中学人教版高中物理必修二74重力势能学案

74、重力势能【学习目标]】1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．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．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．难点 重力势能的系统性和相对性．【预习检测】一、重力的功(认真阅读p64教材并结合图7．4—1、图7．4—2、图7．4—3，独立推导这几种情况下重力做的功)图7．4—1中WG＝图7．4—2中WG=比较第一、二问题中所求出重力做的功是否相等？图7．4—3中重力做的功和前两个是否相等呢?如何求?在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功是否相等？你可以得到什么样的结论?重力做功的表达式是什么?+二、重力势能(认真阅读教材65页“重力势能”一段，回答下面几个问题)．物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量.特殊意义在于什么？怎样定义物体的重力势能?重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?重力势能是矢量还是标量?重力势能的单位是什么?符号是什么?重力势能与重力做功的关系是什么呢?当物体由高处向低处运动时，重力做功，物体重力势能，也就是WG>0，Ep1>Ep2；当物体从低处运送到高处时，重力做功(或者说)，重力势能，也就是WG<0，Epl<Ep2．三、重力势能的相对性和系统性(认真阅读教材65页，回答下面几个问题)我们在研究一个物体重力势能时应该先参考平面．参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．可见，重力势能具有相对性．选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面。注意：1、在参考平面上方的物体的高度是值，重力势能也是值2、在参考平面下方的物体的高度是值，重力势能也是值3、势能是标量，+、—表示4、选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同．5、重力势能是地球与物体所组成的系统共有的，而不是地球上的物体单独具有的【问题引导下再在学习】1.把一个质量为ｍ的物体竖直向上抛出，在它上升和下落的过程中，重力分别做什么功?重力势能如何变化?2..据重力做功与重力势能变化之间的关系进行讨论：3.如何理解重力势能的相对性4.质量是50kg的人沿着长150m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?(g取10m／s2)【当堂检测】1．将一物体由A移至B，重力做功()A.与运动过程中是否存在阻力有关B．与物体沿直线或曲线运动有关C.与物体是做加速、减速或匀速运动有关D．与物体发生的位移有关2．关于重力势能的说法中正确的是()A．质量大的物体其重力势能大B．位置高的物体其重力势能大C．水平地面上的物体重力势能都相等D．水平地面上方物体的重力势能有可能比水平地面下方物体的重力势能小【完全达标】3．在同一高度，把三个质量相同的球A、B、C分别以相等的速率竖直上抛、竖直下抛和平抛、它们都落到同一水平地面上，则三个球在运动过程中，重力对它们做的功分别为WA、WB、WC、重力的平均功率分别为PA、PB、PC，、则它们的大小关系为()A．WA>WB＝WC，PA>PB＝PCB．WA＝WB＝WC，PA＝PB＝PCC．WA＝WB＝WC，PB>PC>PAD．WA>WB>WC，PA>PB>PC【补充练习】(基础)1．关于重力做功和物体重力势能的变化，下面说法中正确的是()[A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C．重力做功的多少与参考平面的选取无关D．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功2.如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能（）A、mghB、mgHC、mg（H+h）D、mg（Hh）3．升降机中有一质量为m的物体，当升降机以加速度a匀加速上升h高度时，物体增加的重力势能为()A．mghB．mgh＋mahC．mah D．mgh－mah4如图7－4－11所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则()A．沿轨道1滑下重力做功多B．沿轨道2滑下重力做功多C．沿轨道3滑下重力做功多D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多（提高）5如图7－4－14所示，杠中点有一转轴O，两端分别固定质量为2m和m的小球a和b，当杆从水平位置转到竖直位置时，小球a和b