人教版高中物理必修2-第7章-第4节-重力势能（教案）

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1、人教版高中物理必修2第7章第4节重力势能【知识与技能】(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和系统性。【过程与方法】(1)根据已有的知识，利用极限的思想证明重力做功与路径无关；(2)根据功和能的关系，推导重力势能的表达式。使学生体会知识建立的方"法。【情感态度与价值观】从対牛活中有关的物理现象观察、刈已有知识的掌握•得到物理结论，激发和培养学牛探索自然规律的兴趣。【教学重难点】(1)重力做功与路径无关，重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系。(2)

2、重力势能的变化和重力做功的关系，重力势能的相•对性和系统性。【教学过程】★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与参考平而的选择有关，式屮的力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，场为正值；当物体在参考平面下方时，坊为负值。注意物体重力势能的正负是表示比零势能大，还是比零势

3、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吋所达到的最低点为零势能血。(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屮，重力势能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⑴Ep=mgh,力表示物体重心相对参考平面的高度，物体在参考平面上方，力>0,在参考平面下方，/?<0o(2)某一过程重力势能的变化为AEp=Ep2—Ep“它与参考平面的选择无关。【典型例题】质量为3kg

4、的物体放在高4m的平台上，g取10m/s2.求：(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？【答案】(1)0(2)120J(3)120J,120J【解析】(1)小球放在平台上，相对于平台表面的重力势能是0；(2)小球相对于地面的高度为：h=4m,相对于地面的重力势能是：Ep=mgh=3xx4J=120J。(3)小球从平台落到地面，则在整个过程中，高度下降h=4m,重力做功为：叱図=mgh=3xl0x4J=l20J,则重力势能减少是：^Ep=mgh=2QJ.

5、★重难点二、重力做功与重力势能的关系★1.重力做功与重力势能的比较重力做功重力势能物理意义重力对物体所做的功由于物体与地球间的相互作用，且由它们之间的相对位置决定的能表达式Wq=mgh—mgh?=mg'hEp=mgh影响大小的因素重力刃呂和物体的初、末位置的高度差△力重力50和某一位置髙度W特点只与初、末位置的高度羌△力有关，与路径及参考平而的选取无关与参考平面的选取有关，同一位置的物体，选择不同的参考平面，会有不同的重力势能值过程暈状态量联系重力做功的过程就是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势能减少，重力做负功(或物体克服重力做功)，重力势能增加，重力做

6、了多少功，重力势能就变化了多少，即％=—△易2.重力做功与重力势能变化关系的理解(1)无论物体是否受其他力的作用，无论物体做何种运动，关系式△坊总是成立的。(2)功是能量转化的量度，重力势能的变化是由重力做功引起的，重力做功的多少是重力势能变化的量度。★特别提醒1.重力做功是重力势能变化的原因，重力做的功与重力势能的变化量为等值关系，两者均与参考面的选择无关.1.重力势能的变化只取决于物体的重力所做功的情况，与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关.2.重力做正功，重力势能减少，重力势能的减少量等于重力做的功，即坊1一坊2・

7、3.重力做负功，重力势能增加，重力势能的增加量等于克服重力做的功，即"克=禺2—禺1.【典型例题】关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是（）・A.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值D.重力做功的多少与参考平面的选取无关【答案】ABD