重力势能 导学案

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1、7．4重力势能教学目标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.教学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。教学难点重力势能的系统性和相对性。一、重力的功根据功的有关知识，写出在甲、乙、丙三种情况下，物体从A运动到C点的过程中，重力做的功。图甲是物体由A做自由落体到B，再水平运动到C；[来@源:中*&国%教育#出图乙是物体沿斜面由A滑到C；图丙是物体沿曲面由A滑到C。重力做功的大小可以写成：。从以上三

2、个过程的做功情况可以得到重力做功的特点：。二、重力势能相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能量，称为势能。[来&源:#中教^%网~]mgh这个物理量具有特殊的物理意义，一方面与重力做功有关（相互作用），又随高度的变化而变化（凭借其相对位置），具有了势能的特征。物理学中，把物理量mgh叫做物体的重力势能，用Ep表示。即Ep=mgh与其它形式的能量一样，重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位制中是焦耳，符号J。1J=1kg·m·s-2·m=1N·m有了重力势能的表达式，重力做功与重力势能的关系可以写成其中E

3、P1=mgh1表示物体有初位置的重力势能，EP2=mgh2表示物体在末位置的重力势能。初状态与末状态的差可称为减少量，上述关系可表述这重力做的功等于物体重力势能的减少量。（末状态与初状态的差可称为变化量，上式可变为-5-）当物体从高处运动到低处时，重力做功，重力势能，即，，重力势能减少的量等于重力所做的功。[来^源#:中教&~网%]当物体从低处运动到高处时，重力做功（物体克服重力做功），重力势能，即，，重力势能增加的量等于物体克服重力做的功。三、重力势能的相对性1．重力势能的Ep=mgh中的h指的是物体的重心到零

4、势参考平面的距离。零势参考平面是研究重力势能时，选取的一个参考平面，在参考平面内物体的重力势能为零。2．研究重力势能，必须首先选取参考平面。通常以地面为参考平面，但在实际问题中参考平面可以任意选取。3．重力势能有正负，位于参考平面以上的物体具有的重力势能为正值，即Ep>0，位于参考平面以下的物体具有的重力势能为负值，即Ep<0。重力势能Ep的正负代表其相对参考平面的位置，如果以物体的重心所在的水平面为参考面，该物体的重力势能就为零。4．在研究物体的重力势能时，选取不同的零势参考平面，显然得到的重力势能是不同的，这

5、一结论称为重力势能的相对性。但重力势能的变化与参考平面的选取，即重力势能的变化是绝对的。四、重力势能的系统性[来源^:中~#&教*网]重力势能与重力做功密切相关，而重力是地球和物体之间的相互作用力，离开了地球，就没有重力，也就没有重力势能的存在，可见重力势能是地球和物体组成的“系统”共有的，而不是地球上的物体单独具有的，这一结论称为重力势能的系统性。通常我们在叙述重力势能时，说成某物体的重力势能，这只是一种简明的说法。精讲精练知识点1重力势能的理解[例1]关于重力势能，以下说法中正确的是()A．某个物体处于某个位

6、置，重力势能的大小是唯一确定的[来源#:&zzstep^%@.com]B．重力势能为零的物体，不可能对别的物体做功[来源^:&*@中教网%]C．重力势能与重力势能的变化都与零势参考平面的选取有关D．只要重力做功，重力势能一定变化知识点2重力做功与重力势能的变化[例2]如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的1/4图弧形轨道，一个质量为m的小物块从轨道最高点A由静止滑下，到达最低点B时恰好又静止。问(1)物块在下滑过程中受到哪些力的作用?(2)对物块做功的力各是什么力?其中，重力做功为多少?(3)物块由A到B，其重力

7、势能变化了多少?如何变化?-5-[教材补充物体的重力势能与物体的质量和高度有关如右图所示，将滑轮固定在铁架台上，细绳穿过滑轮吊住重物，模型小桌和沙箱放在重物的正下方。用细绳将质量较小的重物升高到一定的高度后放手，重物下落到桌上，对其做功，将小桌打人沙中。小桌被打人沙中的深度可表示重物做功的多少，即重物原来重力势能的多少。将重物拉得高一些后再放手，可看到小桌被打人沙中的深度增加了，说明物体的重力势能与它相对桌子的高度有关：物体的相对高度越大，重力势能越大。再换用一个质量较大的重物，拉到与第一次操作相同的高度后放手，

8、可看到小桌被打人沙中的深度也比第一次操作中的深了，说明物体的重力势能与它的质量有关：在其他条件相同时，物体的质量越大，重力势能也越大。你能动手做一做吗？注意思考和体会。如有条件还可做一下定量分析。[#*中教^%@网]课内训练学海泛舟[来#源:~%中教^网*][]1．下列关于重力势能的几种理解，正确的是()[来源@#:^中教&网%]A．重力势能等于零的物体，一定不会对别的物