高中物理 专题7.4 重力势能（讲）（基础版）（含解析） 新人教版必修2

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1、重力势能※知识点一、重力做的功1．做功表达式WG＝mgh＝mgh1－mgh2，式中h指初位置与末位置的高度差；h1、h2分别指初位置、末位置的高度。2．做功的正负物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功。3．做功的特点物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。★练一练：判断下列说法正确还是错误？(1)物体只要运动，其重力一定做功。(　　)(2)物体向高处运动时，重力一定做负功。(　　)(3)质量越大，重力做功越多。(　　)(4)物体的高度只要发生变化，其重力一定做功。(　　)(5)重力做功多少取决于物体的

2、重力和它通过的路程。(　　)【答案】　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×※知识点二、重力势能1．定义：物体的重力与所处高度的乘积。2．大小：表达式Ep＝mgh；单位：焦耳，符号：J。3．标矢性：重力势能是标量，只有大小、没有方向。4．重力做功与重力势能变化的关系(1)表达式：WG＝EP1－EP2＝－ΔEp。(2)两种情况5．重力势能的相对性、标矢性和系统性重力势能相对性重力势能总是相对选定的参考平面而言的(该平面常称为零势能面)标矢性重力势能为标量，其正负表示重力势能大小。物体在参考平面上方时，重力势能为正值，在参考平面下方时，重力

3、势能为负值系统性重力势能是物体与地球所组成的系统共有的★做一做如图所示，一个质量为1kg的小球从高度为H＝1m的桌面上方h＝2m处释放后落地。(g取10m/s2)试结合上述情景，讨论下列问题：(1)分别以地面、桌面及释放点所在水平面为参考面分析，怎样表示小球在释放点、落地时的重力势能及重力势能的变化？　　地面桌面释放点所在水平面小球在释放点时的重力势能Ep1＝JEp1＝JEp1＝J小球落地时的重力势能Ep2＝JEp2＝JEp2＝J重力势能的变化量ΔEp＝Ep2－Ep1＝JΔEp＝Ep2－Ep1＝JΔEp＝Ep2－Ep1＝J(2)根据表格分析①相对

4、于不同的参考平面，重力势能是否相同？这说明重力势能具有什么性质？②重力势能的正负有什么含义？③重力势能的变化量与参考平面的选择是否有关？这说明重力势能变化量具有什么性质？②重力势能正、负的含义：重力势能是标量，只有大小、没有方向。正号表示物体在参考平面的上方，重力势能比零大；负号表示物体在参考平面的下方，重力势能比零小。即重力势能的正、负表示大小。③重力势能的变化量与参考平面的选择无关，说明重力势能的变化量具有绝对性。★重难点一、对重力势能的理解★1．重力势能的“四性”(1)系统性重力是地球与物体相互吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会

5、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，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法。(2)相对性：重力势能Ep＝mgh与参考平面的选择有关，式中的h是物体重心到参考平面的高度。重力势能是标量，只有大小而无方向，但有正负之分。当物体在参考平面上方时，Ep为正值；当物体在参考平面下方时，Ep为负值。注意物体重力势能的正负是表示比零势能大，还是比零势能小。(3)参考平面选择的任意性：视处理问题的方便而定，一般选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能面。(4)重力势能变化的绝对性：物体从一个位置运动到另一个位置的过程中，重力势能

6、的变化与参考平面的选取无关，它的变化量是绝对的。2．重力势能是标量物体的重力势能为负值表示物体的重力势能比在参考平面上时具有的重力势能要少，这跟用正负表示温度高低是相似的。★特别提醒(1)Ep＝mgh，h表示物体重心相对参考平面的高度，物体在参考平面上方，h>0，在参考平面下方，h<0。(2)某一过程重力势能的变化为ΔEp＝Ep2－Ep1，它与参考平面的选择无关。【典型例题】【例题1】(多选)有关重力势能的变化，下列说法中正确的是(　　)A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1J，但物体重力势能的增加量有可能不是1JB．从同一高度将某一物体

7、以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的C．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的D．物体运动中重力做功是－1J，但物体重力势能的增加量不是1J【答案】ABC【解析】　重力做功与经过的路径无关，与是否受其他力无关，只取决于始末位置的高度差，再根据重力做功等于重力势能的减少量可知B、C正确，D错误。对于A选项，当物体加速运动时克服重力做功少于1J，重力势能增加量少于1J；物体减速运动时，克服重力做功即重力势能增加量大于1J；只有物体匀速向上运动时，克服重力做功即重力势能增加

8、量才是1J，A正确。【针对训练】一个质量为2kg的物体，从10m高的平台上以3m/s的速度水平抛出，则：(1)取地面为参考平面，求抛出0