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高中物理必修二教案-7.4重力势能16-人教版

学习内容学习指导
即时感悟学习目标:
1.知道重力做功与路径无关,理解重力势能的变化和重力做功的关系。

2.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算。

3.知道重力势能的相对性,知道重力势能是物体和地球系统共有的。

学习重点:重力势能的概念,重力势能的变化和重力做功的关系
学习难点:重力势能的系统性、相对性,正负的含义
【初步感知】
通过短片观察:
1、通过何种途径能够使重力势能释放出来?
2、又是通过哪个力做功使这种能量释放出来的?
【自主﹒合作﹒探究】
一、重力做功的特点:
1.认真阅读p64教材并结合图7.4—1、图7.4—2、图7.4—3,独立推导这
几种情况下重力做的功。

2.在三种情况下重力做的功是否相等?由此可以得到什么样的结论? 重力做功
的表达式是什么?
【重力做功的特点】: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。

表达式:_________________。

二、重力势能
1.重力势能的定义:物体所受重力mg与所处高度h的乘积叫做物体的重力势能。

用Ep表示。

2.表达式:Ep = mgh
3.单位:焦耳,符号为J
4.标量性:无方向,是标量。

5、特征:相对性、系统性
三、重力势能的特征
1、相对性
阅读课本内容“重力势能的相对性”,思考并回答以下问题:
1、什么叫参考平面?在参考平面,物体的重力势能是多少?
2、通常情况下,如何选取参考平面?
3、对选定的参考平面而言,什么情况下重力势能为正值?什么情况下重力势能为负值? 例.如图质量kg m 2=的小球,从离开桌面高m h 2.11=的A 点下落到桌面下m h 8.02=的地面B ,按要求填入表格(g =10m/s 2) 思考:比较、分析表格中的数据,有何特点? ►选取不同的________,物体的重力势能的数值_______。

(填“相同”或“不同”) ►WG 、△Ep 与________的选取无关。

2、重力势能的系统性 想一想:重力势能跟重力做功密切相关, 如果没有了重力,物体还有重力势能吗? 温馨提示:严格地说,重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的,平常所说的“物体”的重力势能,只是一种简化的说法。

【学以致用 巩固提高】 例1、一个小球在某位置具有的重力势能为14J ,运动中克服重力做功为9J ,小球的重力势能变为 。

例2、关于重力势能的说法正确的有( ) A.重力势能只由重物决定 B.重力势能不能有负值 C.重力势能是相对的 D.重力做功时重力势能一定增加 例
3、井深8m ,井上支架高为2m ,在支架上用一根3m 长的绳子系住一个重100N 的物体,则物体的重力势能是(以地面为参考平面)( ) A .100J B .700J C .-100J D .无法确定 四、重力做功与重力势能的关系
当物体位置降低时,重力做_____功,重力势能________
当物体位置升高时,重力做_____功,重力势能________
参考平面 小球在A 点的重力势能 小球在B 点的重力势能 整个过程小球重力做的功 整个过程小球重力
势能的变化 桌面 地面
物体重力做功W G 与物体重力势能的变化量ΔE p 有何关系?
p p p p p G E E E E E W ∆-=--=-=)(1221
①如果重力做___功,WG>0,则EP1>EP2,重力势能____,重力对物体做的功等于重力势能的______。

②如果重力做____功,WG<0,则EP1<EP2 ,重力势能____,物体克服重力做的功等于重力势能的________.
特别提醒:
(1)重力做功是重力势能变化的原因,重力做的功与重力势能的变化量为等值关系,两者均与参考面的选择无关。

(2)重力势能的变化只取决于物体的重力所做功的情况,与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关。

【学以致用 巩固提高】
1、一物体运动过程中重力势能由80J 变为230J ,则此过程中重力做功为 。

2、下列说法正确的是()
A.重力做正功,重力势能增加
B.重力做负功,重力势能增加
C.物体走的路径越长,重力做功越多
D.重力势能的改变量与零势能点选取有关
3、(多选)关于重力做功和物体的重力势能,下列说法正确的是:()
A、当重力对物体做正功时,物体的重力势能一定减少;
B、物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加;
C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值;
D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。

4、(多选)物体在运动过程中,克服重力做功为50J,则()
A、重力做功为50J;
B、重力做功为-50J。

C、物体的重力势能一定增加了50J;
D、物体的重力势能一定减少50J;
5、用绳子吊起质量为m的物体,使它以加速度a匀加速升高h,在此过程中,物体增加的重力势能为()
A.mgh
B.mgh+mah
C.m(g-a)h
D.mah
6、一只100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度,则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是
A.重力做功为1.8 J
B.重力做了0.55 J的负功
C.物体的重力势能一定减少0.55 J
D.物体的重力势能一定增加1.25 J
7、一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2)。

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