2018-2019学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 第4节 重力势能学案 新人教版必修2

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1、第4节　重力势能核心素养关键词知识体系1.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．2．重力势能的表达式为Ep＝mgh，重力势能是标量，但有正负，重力势能为负值时，说明物体在零势面下方．3．重力势能具有相对性和系统性，但重力势能的变化量具有绝对性，重力做功与重力势能的关系为WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.4．重力势能是地球与物体组成的系统所共有的，不是物体单独具有的，但习惯上说成“物体的重力势能”．5．重力势能是否变化，如何变化，以及变化了多少，只取决于物体重力的做功情况，与其他因素无关.一、重力做的功物体的高度发生变化时，重力做功

2、，物体被举高时，重力做负功，物体下落时，重力做正功．二、重力势能1．定义：物体由于被举高而具有的能量．2．大小：重力势能等于物体所受的重力与所处高度的乘积，表达式为Ep＝mgh．3．单位：焦耳，与功的单位相同．三、重力势能的相对性1．参考平面：物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做参考平面．2．重力势能的相对性对于选定的参考平面而言，物体处于参考平面的上方时，重力势能为正值；物体处于参考平面的下方时，重力势能为负值；在参考平面上，物体的重力势能等于零．四、势能是系统所共有的重力势能是地球和物体所组成的系统所共有的．一、合作探究找规律考点一　重力做功如图

3、，幼儿园小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯，请思考以下问题：1．小朋友沿不同的路径从滑梯上端滑到下端，重力做的功是否相同？2．小朋友从最高点滑落到地面过程中重力势能是增加还是减少？答：1.相同．重力做功与路径无关．2．根据重力势能的表达式知，小朋友沿滑梯下滑时，高度变低，重力势能减少．考点二　重力势能的相对性和系统性三峡大坝横跨2309m，坝高185m，其1820万kW的装机容量为世界第一，847亿kW·h的年发电量居世界第二．想一想三峡大坝为何修建得那么高？答：三峡大坝的一个重要功能是利用水的机械能发电，之所以将其修建得很高，是为了提高大坝的上下水位落差，以利于使更多的重力

4、势能转化为电能．二、理解概念做判断1．重力势能的变化与零势能参考面的选取无关．(√)2．被举高的物体的重力势能一定不为零．(×)3．物体克服重力做功，物体的重力势能一定增加．(√)4．重力势能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，则Ep1与Ep2方向相反．(×)5．只要物体的重力势能变化，则一定有重力对物体做功．(√)要点1

5、重力做的功1．重力做功(1)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．(2)计算：WG＝mgh1－mgh2，h1、h2分别表示物体起点和终点的高度．2．规律说明(1)重力做功的大小与物体运动状态无关，与物体是否受

6、其他的力无关．(2)重力做负功时，WG＜0，WG＝mgh1－mgh2仍适用，这时常说物体克服重力做了功．如图所示，质量为m的小球从高为h的斜面上的A点滚下经水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达处的D点时，速度为零，此过程中重力做的功是多少？【思路点拨】　解题关键是找出小球初、末位置间的高度差，然后根据重力做功的特点求重力所做的功．【解析】　根据重力做功的特点，重力做功只与A、D的高度差有关，即WG＝mg＝mgh.【答案】　mgh质量为100g的小球从1.8m的高处落到水平地板上，又弹回到1.25m的高度，如图所示．求在整个过程中，重力对小球所做的功是多少．(取g＝10

7、m/s2)解析：―→―→―→―→答案：0.55J名师方法总结确定重力做功的方法：(1)公式法：利用WG＝mgh求解(h为初、末位置的高度差)．(2)转化法：利用WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp转化为对重力势能变化的求解．(3)整体法、等效法等，常用于求物体系统或液体的重力做功．名师点易错重力做功与路径无关，只与始、末位置的高度差有关，空气阻力做功与路径有关.要点2

8、重力势能1．表达式：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积Ep＝mgh.2．重力势能的四性(1)系统性重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有的能量，不是地球上物体独有的，通常所说的物体的重力势能是一种不

9、确切的习惯说法．(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．(3)参考平面选择的任意性视处理问题的方便而定，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．(4)重力势能变化的绝对性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．3．关于绳子、链条类柔软物体的