2019-2020年高中物理必修2第7章第4节《重力势能》word学案

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1、2019-2020年高中物理必修2第7章第4节《重力势能》word学案安赫尔瀑布，又称丘伦梅鲁瀑布，位于委内瑞拉玻利瓦尔州的圭亚那高原，卡罗尼河支流丘伦河上．它的水量虽然不是很大，落差却有979m，居世界第一，瀑布先泻下807m，落在一个岩架上，然后再跌落172m，落在山脚下一个宽152m的大水池内．它气势雄伟、景色壮观，果真应了那“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的著名诗句．瀑布于高山峭壁之间，凌空飞垂，珠飞玉溅，云雾蒸腾，山谷轰鸣．衬以两旁参天古树，嶙峋怪石，壮丽之外又添几分肃穆之美．如果当年诗仙李白云游天下看到此

2、景，不知更能吟唱出何等壮美的诗篇．1．知道重力做功与路径无关．2．理解重力势能的意义及表达式，会用表达式进行计算．3．理解重力势能的变化和重力做功的关系．4．知道重力势能的相对性、系统性．一、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，重力做负功；物体下落时，重力做正功．2．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．二、重力势能1．定义：物体由于被举高而具有的能量．2．大小：等于它所受重力与所处高度的乘积．3．表达式：Ep＝mgh.4．单位：焦耳，与功的单位相

3、同．5．相对性：重力势能总是相对选定的参考平面而言的(该平面常称为零势面)．6．系统性：重力势能是地球与物体所组成的系统共有的．三、重力做功与重力势能变化的关系表达式：WG＝mgh1－mgh2＝－ΔEp．1．当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减小，即WG>0，Ep1>Ep2.重力势能减少的数量等于重力所做的功．2．当物体由低处运动到高处时，重力做负功，或者说物体克服重力做功，重力势能增加，即WG<0，Ep1

4、公式法．利用WG＝mgh求解，其中h为初、末位置的高度差．2．转化法．对于无法利用做功公式来计算重力做功的问题，我们可以转换一下思考的角度，因为重力做功与重力势能的变化相对应，所以通过求重力势能的变化量来求重力做功是一种解题途径．即利用公式WG＝Ep1－Ep2＝ΔEp，通过求重力势能的变化ΔEp来求重力做的功WG.3．整体法、等效法．常用于求物体系统或液体的重力做功．对于大小和形状不可忽略的物体，要由其重心的位置来确定它相对参考平面的高度．二、审题技巧解答该类问题注意两点：1．重力势能Ep＝mgh中的h是相对参考平面的

5、高度．2．重力做功与重力势能的关系WG＝－ΔEp.三、典例剖析　如图所示，有一长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面顶点为重力势能零点，求：(1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大？(2)此过程中重力做了多少功．解析：(1)以斜面最高点的重力势能为零点，设长为L的链条质量为m.开始时，左边一半链条重力势能为Ep1＝－g·sinθ，右边一半的重力势能为Ep2＝－·，左右两部分总的重力势能为Ep＝Ep1＋Ep2＝－m

6、gL·(1＋sinθ)，最后链条从右侧刚好全部滑出时，重力势能为Ep′＝－mgL.(2)此过程重力势能减少了ΔEp＝Ep－Ep′＝mgL(3－sinθ)，故重力做的功为WG＝mgL(3－sinθ)．答案：(1)－mgL·(1＋sinθ)，－mgL(2)mgL(3－sinθ)1．(多选)下列关于重力势能的说法正确的是(AB)A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的B．重力势能的大小是相对的C．动能等于零的物体，它的重力势能一定不等于零D．在地面上的物体，它的重力势能一定不等于零2．(多选)物体在运动过程中

7、，克服重力做功50J，则(BD)A．重力做功50JB．物体的重力势能一定增加50JC．物体若做加速运动，则重力势能的增加量一定大于50JD．重力对物体做功－50J3．盘在地面上的一根不均匀的金属链重30N，长1m，从甲端缓慢提起至乙端恰好离开地面时需做功10J．如果改从乙端缓慢提起至甲端恰好离开地面要做多少功(取g＝10m/s2)?答案：20J一、选择题1．2012年2月25日，我国成功发射第十一颗北斗导航卫星，北斗导航系统的组网又向前迈进了一步．卫星发射上升过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为(D)A．重力做正功

8、，重力势能减小B．重力做正功，重力势能增加C．重力做负功，重力势能减小D．重力做负功，重力势能增加2．桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为(D)A．mgh　　　　　　　　　B．mgHC．mg(h＋H)D．－mgh3．质量为1kg的物体从静止开始下落，经过3s落