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7.4重力势能学习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学习难点重力势能的系统性和相对性学习目标知识与技能1理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算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4、了解弹性势能过程与方法1根据据功和能的关系，推导出重力势能的表达式2、学会从功和能的关系上解释和分析物理现象3、通过实验，使学生掌握科学的研究方法一一控制变量法；培养学生的实际操作能力4、通过对结果的分析，培养学生发散性思维，及分析、推理、归纳的能力情感态度与价值观1通过对实验操作、观察、讨论，以及得出本节课物理知识的过程和方法，激发学生探索的兴趣和热爱科学的精神2、渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣预习案先通读教材，熟悉本节课的基本概念和基本规律，完成“知识准备”、“教材助读”的问题。
（独立完成，限时10分钟）•知识回顾1在物理学中做功的快慢用—功率_表示。
功W跟完成这些功所用时间t的比值，叫做功率，公式P=W/t 。
2、功率的单位：在国际单位制中功率的单位是瓦特 _，另外常用单位还有—千瓦 _。
3、功率也可以用力和速度来表示，作用力方向与速度方向相同时，P= Fv _____ ，F恒定时，v是平均速度时，功率P指的是—平均功率 _，若v是瞬时速度，则功率P指的是瞬时功率_______________ 。
•新课预习1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，物体下降时，重力做正功。
（2）物体运动时，重力对它做的功只跟—物体 _和_地球_的位置有关，而跟物体运动的—路径_ 无关，可见物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积“ mgh，是一个具有特殊意义的物理量。
2、重力势能（1）物体的重力势能等于它所受—重力 _与所处的高度__________ 的乘积，表达式：_E=mgh __________ ，单位：____ 焦耳 ___ 。
高中物理| 7.4重力势能详解重力做功特点重力做的功由重力大小和重力方向上发生的位移（数值方向上的高度差）决定。
公式：W G=mg·Δh注意重力做功与物体的运动路径无关，只决定于运动初始位置的高度差。
重力势能物体由于位于高处而具有的能量。
表达式：E p=mghh为物体重心到参考平面的竖直高度，单位焦耳，简称焦，符号J。
重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面，也叫零势能面。
影响因素物体的质量m和所在的高度h标量：正负不表示方向重力势能为正，表示物体在参考面的上方；重力势能为负，表示物体在参考面的下方；重力势能为零，表示物体在参考面的上。
重力势能的变化ΔE p=E p2-E p1，即末状态与初状态的重力势能的差值。
对E p=mgh的理解①其中h为物体重心的高度。
②重力势能具有相对性，是相对于选取的参考平面而言的。
选择不同的参考平面，确定出的物体高度不一样，重力势能也不同。
③重力势能可正可负，在参考平面上方重力势能为正值，在参考平面下方重力势能为负值。
重力势能是标量，其正负表示比参考平面高或低。
注意a、在计算重力势能时，应该明确选取参考平面。
b、选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面。
系统性重力势能属于地球和物体所组成的系统，通常说物体具有多少重力势能，只是一种简略的说法。
重力做功与重力势能变化的关系重力势能变化的过程也就是重力做功的过程，重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加，即满足W G=-ΔE p=E p1-E p2。
重力做功物体运动时，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。
重力势能地球上的物体具有的和它的高度有关的能量，叫做重力势能。
定义式：Ep=mgh即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
重力势能为标量。
单位：1J=1kg·m/s2·m=1Nm重力势能的变化和重力做功的关系W m g=—△E P（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。
2016-2017学年高中物理专题7.4 重力势能（讲）（提升版）（含解析）新人教版必修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2016-2017学年高中物理专题7.4 重力势能（讲）（提升版）（含解析）新人教版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
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重力势能※知识点一、重力做的功1．做功表达式W＝mgh＝mgh1－mgh2，式中h指初位置与末位置的高度差；h1、h2分别指初位置、末位置的高G度.2．做功的正负物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功.3．做功的特点物体运动时，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。
★练一练：判断下列说法正确还是错误?(1）物体只要运动，其重力一定做功。
（)(2）物体向高处运动时，重力一定做负功.（)（3)质量越大,重力做功越多。
（）(4）物体的高度只要发生变化,其重力一定做功.( )（5)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。
( ）【答案】(1）×（2)√(3）×(4)√（5）×※知识点二、重力势能1．定义：物体的重力与所处高度的乘积.2．大小：表达式E p＝mgh；单位：焦耳，符号:J。
3．标矢性：重力势能是标量，只有大小、没有方向.4．重力做功与重力势能变化的关系（1）表达式：W G＝E P1－E P2＝－ΔE p.(2)两种情况5．重力势能的相对性、标矢性和系统性重力势能相对性重力势能总是相对选定的参考平面而言的(该平面常称为零势能面)标矢性重力势能为标量,其正负表示重力势能大小.物体在参考平面上方时，重力势能为正值，在参考平面下方时，重力势能为负值系统性重力势能是物体与地球所组成的系统共有的★做一做如图所示,一个质量为1 kg的小球从高度为H＝1 m的桌面上方h＝2 m处释放后落地。
重力势能
一、选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分。
在每小题给出的四个选项中. 1~6题只有一项符合题目要求；7~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．质量为m的小球，从离桌面H高处由静止开始落下，桌面离地面高度为h，如图所示．若以地面为零势能面，那么，当小球经过与桌面等高处时的机械能为
A. mgh
B. mgH
C. mg(H+h)
D. mg(H-h)
【答案】C
2．如图所示，质量为m的物体，放于水平面上，物体上竖直固定一长度为L、劲度系数为k的轻质弹簧．现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上升一段距离．在这一过程中，若P端上移的距离为H，则物体重力势能的增加量为 ( )
A. mgH
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】手拉着弹簧上端P点缓慢向上移动，可以看成物体是处于平衡状态．根据胡克定律得：
弹簧的伸长量, 在这一过程中，P点的位移是h．所以物体上升的高度为H-
所以物体重力势能的增加量为, 故选B．
3．如图所示，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上．下列关于重力势能的计算，正确的是（）
A. 重物的重力势能为24J
B. 重物的重力势能为8J
C. 重物从支架下落到地面重力势能减为零
D. 因为没有选取零势面，无法计算重物的重力势能
【答案】D
【解析】重力势能是相对的，是相对于零势能面的，该题没有选择零势能面，所以无法计算重物的重力势能，故ABC错误，D正确；
故选D。
4．关于重力势能，下列说法中正确的是（）
A. 某个物体处于某个位置，重力势能的数值是唯一确定的，与参考面选取无关
B. 物体重力势能增加时，物体的重力可以不做功
C. 物体做匀速直线运动时，其重力势能一定不变
D. 只要重力做功，物体的重力势能一定变化
【答案】D
点睛：本题关键是明确重力做功与重力势能的减小量始终相等，和物体的运动状态无关。
5．前一段时间朝鲜连续进行导弹试验，威胁半岛安全，受到国际社会的谴责。
导弹在发射升空过程中，有关重力做功和导弹重力势能变化的说法正确的是（）
A. 重力做正功，重力势能增加
B. 重力做正功，重力势能减少
C. 重力做负功，重力势能增加
D. 重力做负功，重力势能减少
【答案】C
【解析】导弹在发射升空过程中，重力向下，位移向上，故重力做负功，重力势能增加，选项C正确，ABD 错误；故选C.
6．物体在某-运动过程中，重力对它做了 40J的负功，下列说法中正确的是
A. 物体的运动路径一定是竖直向上的直线
B. 物体的重力势能一定增加了 40J
C. 物体的重力势能一定减少了 40J
D. 物体重力势能的改变量不一定等于40J
【答案】B
【解析】重力做功与重力势能的变化关系是：重力做正功重力势能减小，重力做负功重力势能增加，且重力做功的数值等于重力势能的变化数值．故重力做负功40J，则重力势能增加40J，高度增加，物体克服重力做功40J．故B正确，ACD错误。
7．质量为m的物体从离湖面H高处由静止释放，落在距湖面为h的湖底，如图所示，在此过程中( )
A. 重力对物体做功为mgH
B. 重力对物体做功为mg(H＋h)
C. 物体的重力势能减少了mg(H＋h)
D. 物体的重力势能增加了mg(H＋h)
【答案】BC
点睛：该题是重力做功公式的直接应用，要注意重力做功只跟高度差有关．关键要掌握常见的功与能的关系，并能熟练运用。
8．质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中( )
A. 外力对物体做的总功为零
B. 重力对物体做功为mg(H+h)
C. 重力对物体做功为mgH
D. 地面对物体的平均阻力为mg(H+h)／h
【答案】ABD
【解析】对整个过程运用动能定理得0K W F s E ==∆=总外，A 正确；重力做功()G W mg h mg H h =∆=+，
B 正确
C
D 正确．
二、非选择题（本大题共2小题，每题10分，共20分）
9．某起重机用钢绳吊起一重为m =100kg 的物体，匀速向上提升h =10m ，求：
（1）物体重力势能的改变量△E p ；
（2）钢绳的拉力对物体所做的功W ．
【答案】（1）1.0×104J （2）1.0×104J
点睛：本题考查重力势能、功及功能关系，要注意明确功能关系的正确分析，本题中也可以利用动能定理求解拉力的功。
10．如图所示，倾角为37 °、长度为12m 的光滑斜面固定在水平面上．一个质量为1 kg 的物体从斜面顶端由静止开始下滑，取g =10 m/s 2
，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）物体滑到斜面底端时重力势能的变化了多少？
（2）物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是多少？
（3）整个过程中重力做功的平均功率是多少？
【答案】（1）减少72J ；（2）72W ；（3）36W
点睛：解决本题的关键平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法。
