高中物理《重力势能》学案6 新人教版必修2.doc

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1、重力势能一、.学习目的：1．能正确计算物体或物体系的重力势能.2．会用重力势能的变化求重力的功。3．复习动能定理，培养学生灵活运用动能定理解决实际问题的能力。二、学习难点：1．能正确计算物体或物体系的重力势能.2．会用重力势能的变化求重力的功。三、学习方法：讲授、练习、讨论四、学习用具长方体木块、铁链、木棒等五、学习过程：（一）复习提问，引入新课上一节课我们已经学习了重力势能的有关知识，请同学们回忆一下上节所学的内容，并回答下列问题：1．重力势能是怎样定义的？如何计算重力势能？2．重力做功有何特点？3．重力势能的变化和重力做功有何关系？本节学习

2、用重力势能的变化求重力的功在解题中的应用。（二）进行新课【例题1】盘在地面上的一根不均匀的金属链重G=30N，长L=1m,从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10J，金属链重力势能增加J，此时金属链重心位置距地面m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离地面需做功。学生先做，然后评讲。解析：从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10J，金属链重力势能增加ΔEP=Gh1=10J,此时金属链重心位置距地面h1=0.33m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离地面需做功W2=G(L-h1)=20J.4用心爱心专心图1【例题2】如图1所示，一个

3、人通过定滑轮匀速地拉起质量为m的物体，当人沿水平地面从A点走到B点时，位移为S，绳子方向与竖直方向成α角，原先绳子方向竖直，不计阻力，则人拉物体所做的功为多少？解析：由于人拉绳的力的方向不确定，不能用功的定义式来计算人所做的功，须通过动能定律来计算人所做的功。而重力的功根据重力做功的特点可得：WG=mgh=mg).由动能定律可得：W-WG=0-0所以人所做的功为：。【例题3】以20m/s的初速度，从地面竖直向上抛出一物体，它上升的最大高度是18m。如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变，则物体在离地面多高处，物体的动能与重力势能相等。(g=10

4、m/s2)（以地面为零势点）hh'H-h'mgmgffVV0V=0aV’图2图3解析：以物体为研究对象，画出运动草图2，设物体上升到h高处动能与重力势能相等此过程中，重力阻力做功，据动能定理有：物体上升的最大高度为H由式①，②，③解得h=9.5m设物体下落过程中经过距地面h′处动能等于重力势能，运动草图如图3所示。据动能定理有：4用心爱心专心解得h′=8.5m注意：在此较复杂的问题中，应注意不要出现漏解。比较好的方法就是逐段分析法。本题很容易漏解，要求学生仔细审题，问物体离地面多高处，物体动能与重力势相等，一般人首先是将问题变形为上升过程中什么

5、位置动能与重力势能相等。而实际下落过程也有一处动能与重力势能相等。【例题4】有一质量为m，边长为a的正方体与地面之间的摩擦因素μ=0.3。为使它水平移动距离a,可以采用将它翻倒或向前匀速平推两种方法。则：（）ABCDa图4A．将它翻倒比平推前进做的功少。B．将它翻倒比平推前进做的功多。C．两种情况做功一样多。D．翻倒时不做功。解析：物体被平推着匀速前进，推力与摩擦力相平衡。翻倒则要克服物体重力做功。匀速平推时：F=f=μmg,因而物体被平推着前进，外力对物体所做的功为：W1=Fa=μmga=0.3mga.将物体推导前进a,如图4所示。在翻倒过程

6、中，立方体将绕其中一条棱（如A）转动。仅在使其对角线AC转到竖直过程中（以后，稍有一倾侧，立方体会在重力作用下翻倒）这个过程中外力所做的功，就是使立方体的重心O升高所增加的重力势能，所以外力做功为：W2=ΔEP=mg(.因而推着物体匀速前进比翻倒前进相同距离所做的功多。（三）课堂讨论：1．质量为1kg的物体从静止开始，经过去时3S落地，落地时速度为10m/s，若重力加速度为g=10m/s2，则在此过程中：（）A．物体的重力势能减少了50J；B．物体的动能增加了100J；C．重力对物体做功150J;D．物体克服阻力做功.2．一弹性小球质量为m,距

7、地面高度为h处以初速度V0竖直上抛，运动过程中所受空气阻4用心爱心专心力为f,与地面碰撞时，能量损失不计，则它最后停在地面上重力做功为多少？它在运动停止前通过的总路程为多少？（四）课堂小结：1．由于重力做功与路径无关，只与始末两点位置的高度差有关，因此，在计算重力做功就不需要考虑过程，只看始末位置。这使重力功的计算变得简便。2．重力势能的变化只与重力做功有关，与其它外做功情况无关。因此在计算重力势能的变化时只看重力做功的多少即可。（五）课外作业：1．用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度。若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此

8、过程中A．力F所做的功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B．物体克服重力所做的功等于重力势能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于重力势