高中物理人教版必修2导学案设计系列74重力势能-探究学习

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1、第七章机械能守恒定律本章概览本章是动力学的继续和深化，其中涉及到的基本概念有功和功率、动能和势能，基本规律有动能定理、机械能守恒定律等都是力学中至关重要的部分，因此是高屮物理的重点，也是高考考查的重点之一.在解决功和功率的分析和计算必须抓准物理实质，建立相关物理模型.对动能定理屮的每一个物理量及“二”号的物理意义应非常明确•一定要注意动能定理是一个标量式，所以，我们应用动能定理解决问题只关心初末状态，而不用掌握具体的运动过程.能量转化及守恒思想不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径.同时也是分析电磁学，热学等领域屮问题

2、的依据.第4节重力势能•导学天地学习要求基本要求1.认识重力做功与路径无关的特点.2.知道重力势能的符号、表达式及其单位.3.知道重力势能的相对性，能根据所确定的参考平面计算物体的重力势能，知道重力势能的变化与参考平面无关.4.掌握重力做功与重力势能变化的关系.发展要求1.阐述重力势能为负值的物理意义.2.了解做功与路径无关是引入势能概念的前提.3.初步建立势能是系统共有的概念.说明不要求掌握物体做曲线运动时重力做功的表达式的推导方法.学法指导前血学到相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能，那么地球跟它周围的物体有

3、相吸引的作用，凭借其相对位置也一定决定了一种形式的势能，这就是重力势能.同时，物体的重力做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，即WG=mghrmgh2.我们看到mgh这个量与重力势能的基本特征一致，于是就把它叫做物体的重力势能.理解重力势能的相对性与系统性.自主学习知识梳理自主探究1.重力做功（1）物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举高时，重力做功，物体下降时，重力做功.（2）物体运动时，重力对它做的功只跟有关，而跟物体运动的无关，可见物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积mgh,具有特殊

4、意义.1.小华和小明分别提着同样的水桶上楼.小华乘电梯从地面到三层，而小明则是走楼梯到三层.两种情况下重力对水桶做功相同吗？2.重力势能的正负有什么含意？2.重力势能（1）表达式：,单位：.3.重力做功与重力势能变化的关系能不能写为WG=AEp的形式？为什么？（2）重力势能具有.只有选定后，才能具体确定重力势能的量值,故Ep=mgh中的h是物体相对于的高度.（3）重力势能是与所组成的这个物体“系统”所共有的.3.重力做功与重力势能变化问的关系重力做功与重力势能的关系式是，当物体的重力做正功时，Wg>0,B

5、JEp]Ep2

6、,重力势能;当物体的重力做负功时，WG<0,即Ep,Ep2，重力势能•理解升华重点、难点、疑点解析1.重力做功的特点重力对于一个物体来说是恒力，根据恒力做功的公式W=F1可知重力对物体所做的功等于重力的大小与物体在重力的方向上（竖直方向上）移动位移的乘积•如图7-4-1把物体从B点移到A点、,物体的竖直方向上的位移为h

7、-h2故重力做功为W=mg（hi-h?）=mgh1-mgh2与物体沿什么路径从B点到A点无关.图7-4-1综上所述：重力做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.2.对重力势能的理解（1）

8、重力势能具有相对性.重力势能的表达式Ep=mgh是与参考平面的选择有关的，式中的h是物体重心到参考平面的高度.当物体在参考平面之上时，重力势能Ep为正值；当物体在参考平面之下时，重力势能Ep为负值.注意物体重力势能的正、负的物理意义是表示比零势能大还是比零势能小，这与功的正、负的物理意义是不同的.（2）重力势能的参考平面的选取是任意的.视处理物体的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能参考点.（3）重力势能的变化是绝对的.物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化

9、是绝对的.我们关注的是重力势能的变化，这意味着能的转化问题.（4）势能是物体与地球共有的，没有地球的存在物体谈不上受重力也就不可能具有势能,“物体具有重力势能”是通常的一种不严格的说法•但在理解其含义时必须知道势能是系统共有的.1.重力做功与重力势能变化的关系物体的高度变化吋，重力要做功，重力第能的改变与重力做功有关.重力势能的改变只由重力做功引起.如图7-4-2,质量为m的物体，由A点下落到B点，A点高度为h】，B点高度为h2.在这个过程中，重力做功WG=mgh!-mgh2=mgAh.图7-4-2在这个过程屮重力势能的

10、改变＞AEp=EpB-EpA,所以重力做功和重力势能改变量的关系为WG=-AEp.这也正好说明了重力做正功，重力势能减小，而重力做负功，重力势能增加.例题评析应用点一：重力做功的特点例1:如图7-4-3所示，求质量为m的小球在从位置A运动到位置B的过程中重力所做的功.图7-4-3XC解析：由于重力做功与通过的路径无关