人教版高中物理必修2第7章第4节《重力势能》学案

7.4重力势能教案（人教版必修2）1．物体高度变化时，重力要对物体做功，当物体向下运动时，重力对物体做________功，当物体向上运动时，重力对物体做______功，重力对物体做的功只跟它的__________________ 相关，而跟物体运动的路径________，功的大小等于重力与始末位置的 ____________ 的乘积．2．物体的重力势能等于它所受重力与____________的乘积，表达式为E p＝ ________.在国际单位制中单位为________，符为 ______．3．重力做功与重力势能变化的关系式为________________ ，当物体由高处运动到低处时，重力做 ______功，重力势能 ________，即 W G >0，E p1>E p2.重力势能减少的数目等于重力做的功．当物体由低处运动到高处时，重力做______功，或许说 ____________________ ，重力势能 ________，即 W G<0 ，E p1<E p2.重力势能增添的数目等于 ___________．4．重力势能的相对性(1)参照平面：物体的重力势能老是相对于某一__________ 来说的，这个 ____________叫做参照平面．在参照平面上，物体的重力势能取作______ ．(2)参照平面的选用：选择哪一个水平面作参照平面，要依据详细状况而定，一般以解决问题方便为原则．①选择不一样的参照平面，物体重力势能的数值是________的，但物体在固定的两个地点的重力势能的差值与选择的参照平面________．②对选定的参照平面，上方物体的重力势能是______值，下方物体的重力势能是 ______值，负表示物体在这个地点拥有的重力势能要比在参照平面上拥有的重力势能______．5．沿着高度同样，坡度不一样，粗拙程度也不一样的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，以下说法正确的选项是 ()A．沿坡度小的斜面运动时物体战胜重力做功多B．沿坡度大，粗拙程度大的斜面运动时物体战胜重力做功多C．沿坡度小，粗拙程度大的斜面运动时物体战胜重力做功多D．无论沿如何的斜面运动，物体战胜重力做功同样，物体增添的重力势能也同样6．对于重力势能的说法中正确的选项是()A．质量大的物体其重力势能大B．地点高的物体其重力势能大C．水平川面上的物体重力势能都相等D．水平川面上方物体的重力势能有可能比水平川面下方物体的重力势能小7．对于重力做功和物体重力势能的变化，下边说法中正确的选项是 ( ) A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能必定减少B．当物体战胜重力做功时，物体的重力势能必定增添C．重力做功的多少与参照平面的选用没关D．重力势能等于零的物体，不行能对其他物体做功【观点规律练】知识点一重力做功的特色1．如图 1 所示，A 点距地面高为到B 点，则(h ， B ) 图 1点在地面上，一物体沿两条不一样的路径ACB 和 ADB由 A点运动A ．沿路径 ACB 重力做的功多一些 B ．沿路径 ADB 重力做的功多一些C ．沿路径 ACB 和路径 ADB 重力做的功同样多D ．没法判断沿哪条路径重力做的功多一些 2.图 2如图 2 所示，质量为 m 的小球从高度为h 的斜面上的 A 点滚下，经水平面 BC 后再滚上另一斜面，当它抵达h处的 D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为()3mgh2mghA. 3B. 3 C ． mgh D ． 0知识点二 重力势能 3．对于重力势能，以下说法正确的选项是 ( )A ．物体的地点一旦确立，它的重力势能的大小也随之确立B ．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C ．一个物体的重力势能从－ 5 J 变到－ 3 J ，重力势能变小了D ．重力势能的减少许等于重力对物体做的功4．楼上某房间地板超出楼外处面4 m ，窗台比地板高1 m ．一个质量为 10 kg 的重物分别放在窗台上2A 处、地板上B 处和楼外处面上C 处． (g 取 9.8 m/s )(1)以楼外处面为参照平面 (零势能面 )，重物在 A 、B 、C 三处的重力势能分别为E pA ＝________，E pB ＝ ________.E pC ＝ ________. E p A ＝ ________， (2)以该房间地板为参照平面，重物在 A 、B 、 C 三处的重力势能分别为 E pB ＝ ________， E pC ＝ ________.E pA － E p B ＝______ ，A 、 C 两处的重力势能之差 E pA (3)重物在 A 、B 两处的重力势能之差－E pC ＝ ________.(4)物体在某处的重力势能的量值，跟参照平面的选用 ____关．【方法技巧练】 一、重力做功与重力势能的关系5．对于重力势能与重力做功，以下说法中正确的选项是 ( ) A ．物体战胜重力所做的功等于重力势能的增添量B ．在同一高度，将物体以初速度 v 0 向不一样方向抛出，从抛出到落地的过程中，重力所做的功相等，物体所减少的重力势能必定相等C ．重力势能等于零的物体，不行能对其他物体做功D ．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力所做的功等于物体战胜重力所做的功与物体所增添的重力势能之和图 36．质量为 m 的小球从离桌面高度为 H 处由静止着落， 桌面离地高度为 h ，如图 3 所示．若以桌面为参照平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为()A． mgh，减少 mg(H － h) B． mgh，增添 mg(H ＋ h) C．－ mgh，增添 mg(H － h) D．－ mgh，减少 mg(H ＋h) 7.如图 4 所示，在水平川面上平铺着图 4n 块砖，每块砖的质量为m，厚度为h.假如人工将砖一块一块地叠放起来，那么人起码做功()A． n(n－ 1)mgh1B.2n(n－ 1)mghC． n(n＋ 1)mgh1D.2n(n＋ 1)mgh二、重力势能变化量的求解方法8．如图 5 所示，图 5两个底面积都是S 的圆筒，用一根带有阀门的细管相连通，放在水平川面上．两桶内盛有密度为ρ的水，阀门封闭时两桶液面的高度分别为h1和 h2，现将连结两桶的管道阀门翻开，让左边桶中的水迟缓流入右边桶内，最后两桶液面的高度同样，求在此过程中水的重力势能的变化量？参照答案课前预习练1．正负起点和终点的地点没关高度差2．所处高度mgh焦耳 J3．W G＝ E p1－ E p2正减少负物体战胜重力做功增添物体战胜重力做的功4．(1) 水平面水平面零(2) ①不一样没关②正负小5．D [对同一物体而言，重力做功的特色与物体的运动路径没关，只与初、末状态物体的高度差相关，无论是圆滑路径仍是粗拙路径，也无论是直线运动仍是曲线运动，物体战胜重力做多少功(重力做多少负功)，它的重力势能也必增添多少，应选 D.]评论对同一物体而言，重力对物体所做的功只跟物体初、末地点的高度相关，跟物体运动的路径没关，物体沿闭合的路径运动一周，重力做功为零，其实恒力( 大小、方向均不变 )做功都拥有这一特色．6．D [重力势能 E p＝ mgh ，是相对值，与参照平面的选用相关，故A、 B 错．参照平面不选水平川面时， E p≠0，剖析可知， D 正确． ]7．ABC [重力做正功，物体降落，重力势能减少；重力做负功，物体高升，重力势能增加；重力做功的多少与重力及初、末地点的高度差相关，与参照平面的选用没关． ]讲堂研究练1．C2.B3.D4．(1)490 J 392 J 0 (2)98 J 0 －392 J (3)98 J 490 J (4) 有评论 重力势能拥有相对性．重力势能的表达式E p ＝ mgh 是与参照平面的选择相关的， 式中的 h 是物体重心到参照平面的高度．当物体在参照平面以上时，重力势能E p 为正当；当 物体在参照平面以下时，重力势能E p 为负值．注意物体重力势能正负的物理意义是表示比零 势能大仍是小． (物体在参照平面上时重力势能为零 )5．AB6．D [小球落地址在参照平面以下，其重力势能为负值，即－ mgh ；初态重力势能 E p1＝ mgH ，末态重力势能 E p2＝－ mgh ，重力势能的变化量 E p ＝ E p2－ E p1＝－ mgh －mgH ＝－ mg(H ＋h)，负表示减少．重力势能的变化也能够依据重力做功来判断，小球着落过程中重力做正功，因此重力势能减少许为 W G ＝ mg(H ＋ h)． ]方法总结(1)重力做正功时， 重力势能减少， 减少的重力势能等于物体重力所做的功．(2) 重力做负功时，重力势能增添，增添的重力势能等于物体战胜重力所做的功．(3)重力对物体 所做的功等于物体重力势能变化量的负值．7．B [ 此题重在剖析各块砖的重心地点变化状况， 从而找出 n 块砖的重力势能变化状况．把 n 块砖看做一个整体，其总质量是 M ＝ nm ，以地面为零势能面， n 块砖都平放在地面h n 块砖的初始重力势能为 E 1＝nmgh上时，其重心都在 2高处，因此这2.当 n 块砖叠放在一同时，其总高度为H ＝ nh ，其总的重心地点在 H＝nh处，因此末态重力22势能为 E 2＝ nmg H＝n 2mgh，人做的功起码要等于重力势能的增量，即W ＝ E p ＝ E 2 － E 1＝22n n － 1 mgh2.]方法总结 把 n 块砖看作一个整体，剖析初、末态的势能，是解决该题的重点．也能够剖析出第一块砖的初、末态的势能，求出每一块砖末态的势能，从而求出全部砖势能的变化量．明显整体的研究更加方便．ρ gSh 1－ h 2 28.4分析 以部分水为研究对象，如下图，翻开阀门，当两桶水液面相平常，相当于将图中左边桶中暗影部分的水移至图中右边桶中的上方，这部分水的质量为：ρS h 1－ h 2 ，重心降落h 1 －h 2，故重力势能减少了 ρ gSh 1－ h 22m ＝ 2h ＝2 4.方法总结解答流体重力势能的变化及重力做功问题，用 “ 填充法 ” 比较简捷，解法技巧是以部分液体为研究对象，把这部分液体填充到相应的地点，这一部分液体的重力势能变化相当于整体重力势能的变化，其本质就是等效法．。

4．重力势能教材的地位和作用：《重力势能》这节课的内容在整个章节中既是重点，又是难点。

新课标教材从重力的功以及与重力做功和重力势能变化的关系引入重力势能这一概念，一方面顺承前节“功”的概念的应用，另一方面促使功是能量转化的量度这一思想的生成，顺理成章，水到渠成。

学情分析：1．高一学生认识事物的特点是开始从具体的形象思维向抽象的逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。

2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段重点是定量的学习重力势能。

3．学生已学习了功的概念和计算方法，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。

教学目标：知识与技能目标：1．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。

2．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能。

3．知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性,势能是系统共有的。

4．理解重力功是物体重力势能变化的量度。

过程与方法目标：1．经历发散思维和理论探究归纳能力2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法情感态度与价值观目标：1．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。

2．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。

教学重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。

教学难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。

教学环境与准备：电教室天士博教学课件导学案教学过程：1、导入新课教师活动：投影多媒体图片，利用生活常见事例，创设问题情景，激发学生兴趣。

（展示图片一：）这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。

（展示第二组图片：）左边这幅图是俄罗斯“和平号”空间站坠落时燃烧时的图片，中间这幅是打桩机的重锤从高处落下能把水泥打进地里，右面这幅图中水力发电站为什么要修那么高的大坝？切身的例子，如果在你的头顶上方相同的高度,分别用细绳悬挂一个粉笔头和5Kg的铅球，你的感觉有何不同？估计同学们的心里肯定有了一个大大的疑问，为什么会有以上现象发生呢？其实这和一个物理量有关，“一个地球上的物体和高度有关的物理：重力势能”。

重力势能一、教学目标1．知识目标：（1）知道重力势能的定义（2）理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳（3）理解重力做功与重力势能的关系（4）知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义（5）了解弹性势能，知道弹簧的弹性势能的决定因素2．能力目标（1）据重力做功的特点，推导重力势能的表达式（2）从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象3．创新教育通过对位能的解释，能定性地解释有关势能的问题：如分子势能等4．德育目标注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养自然规律的兴趣。

二、教学过程与处理1．教材分析：本节课是机械能中很重要的一节课，是机械能中一个重要部分，也是学好机械能守恒定律的重要基础。

让学生明确势能的产生和变化与保守力做功的关系。

也是研究功能关系的重要方法。

通过对势能概念的讲解，使学生掌握研究势能的方法：即势能的变化和保守力做功有关。

2．学生分析：在初中时学生已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的解决重力势能。

学生们已学习了功的概念和计算方法。

通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，通过弹性做功来判断弹性势能的变化。

3．处理方法：这节课理论性很强，所以通过设置空白点来促进学生理解4．创新点、德育点、空白点（1）创新点通过重力势能的研究，学会势能的研究方法。

（2）德育点透过现象看本质。

（3）空白点由重力做功得出重力势能的变化重力势能的相对性重力势能变化的绝对性三、教具选择与使用目的1．教具：弹簧振子、课件2．目的：弹簧振子用来研究弹性势能；课件用来给出信息和总结结论。

四、教学过程1．课前准备制作课件、准备教具（先自己练几次）；让学生预习。

2．引导目标激情入境用课件放一段玻璃瓶自由落体摔碎的镜头。

提问：玻璃杯能摔碎，能量从何而来？（提出问题、引起思考、激发兴趣）3．创造条件主动参与让学生用自己的课本（不同质量）做如下试验1）同一课本从不同高度下落，下落到自己手上，感觉做功。

2．答案：（1）重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。
2 重力做负功时，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。
3重力对物体所做的功等于物体重力势能变化量的负值。即 WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 。迁
移与应用 3：B 解析：本题重在分析各块砖的重心位置变化情况，从而找出 n 块 砖
1. 重力做功 W＝mgh，其中 h 为始、末位置的高度差。重力的方向是竖直向下的，因 而 计算功时也只能在竖直方向选取位移，即竖直高度。 2. 重力的功也有正负之分，当物体下降时，重力做正功；反之，当物体上升时，重力 做 负功，即物体克服重力做功。 3. 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。 4. 重力做功的特点可以推广到任一恒力做功，即恒力做功特点为：与具体路径无关， 只 与初末两个位置有关，恒力做的功等于力与沿着力方向的位移的乘积。
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。
答案：
【问题导学】
活动与探究 1：答案：沿①路径，重力做的功 W1＝mgh，
沿②路径，重力做的功
mgsin α·
h sin
αW＝2＝mgh。
学海无涯
沿③路径，我们可以把整个路径分成许多很短的间隔，每小段曲线的长度都很小，它近 似可以看成是一段倾斜的直线，设每小段的高度差为 Δh1、Δh2、Δh3、…整个路径重力所做 的功等于每小段上重力所做功的代数和 W 总＝mgΔh1＋mgΔh2＋…＝mgh。
势 能减少量为 WG＝mg（H＋h）。
活动与探究 3 ：1．答案：（1）重力所做的功为：WG＝mgΔh＝mg（h1－h2）。
2 我们取地面为参考平面，则初位置的重力势能 Ep1＝mgh1，末 位置 的 重力势 能 为 Ep2

5.4重力势能学习目标: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. 理知道重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性。

4. 了解势能及弹性势能的概念。

学习重点: 1. 重力势能2. 重力势能的变化和重力做功的关系学习难点: 重力势能的变化和重力做功的关系主要内容:一、重力势能EP1．定义：通俗地说，物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，用符号Ep表示，物体的质量越大，离地越高，重力势能就越大。

2．定义式：EP =mgh，即物体的重力势能Ep等于物体的重量mg和它的高度h的乘积。

3．单位：在国际单位制中是焦耳(J)。

4．重力势能是状态量。

5．重力势能是标量，即只有大小，没有方向。

6．重力势能的相对性要确定重力势能的大小，首先必须确定一个参考平面(高度为零，重力势能为零的一个水平面)。

相对于不同的参考平面，在确定位置上的物体的重力势能有不同的值，这就是重力势能的相对性。

例如：水平桌面离水平地面的高度为H，一小球在水平桌面上方h高处，选水平桌面为参考平面时，小球的重力势能为mgh；若选地面为参考平面，小球的重力势能就是mg(H+h)。

选择哪个平面做参考平面，原则上是任意的，而不是硬性规定的，因此重力势能虽是标量但却有正负之分。

比如：物体在参考平面以上h高处，其重力势能为EP=mgh；当该物体在参考平面以下h低处，其重力势能就是-mgh，重力势能的正负可表示大小，比如对同一个参考平面，重力势能有一2 J和一3 J两个值，比较其大小有一2 J>一3 J。

实际问题中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(没有特别说明时)选择地面作为参考平面。

7．重力势能是属于系统的如果没有地球，就没有重力，也就谈不上重力势能了，所以重力势能是属于物体与地球所组成的系统所有的。

(重力势能的这个特点与动能不同，动能是运动物体单独具有的)通常我们说物体具有多少重力势能，只是一种简略的习惯说法(严格地说应是，某物体与地球这一系统具有多少重力势能)。

重力势能一、学习目标1．通过实例分析学会表述重力势能的概念并用重力势能的定义式进行计算。

2．通过实例分析知道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．用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程。

二、重点、难点重点：重力势能的概念。

难点：重力势能的相对性。

三、学习方法自主探究、交流讨论、自主归纳四、自主学习（一）重力的功与重力做功有关的因素：重力的大小和下落的高度大小与物体的路径无关。

（二）重力势能物体的重力势能等于它所受的重力和所处高度的乘积。

（三）重力势能的相对性1．重力势能与参考平面的选取有关，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关。

2．势能是系统所共有的。

五、随堂检测1．当重力做负功时（）A．重力势能一定增加B．重力势能一定减少C．物体速度可能增大D．物体速度可能减小2．当重力对物体做正功时，物体的（）A．重力势能一定减少，动能一定增加B．重力势能一定增加，动能一定减少C．重力势能一定减少，动能不一定增加D．重力势能不一定减少，动能也不一定增加3．下列关于重力势能的说法，正确的是（）A．重力势能只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关B．重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关C．重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负D．重力势能的变化量等于重力对物体做的功4．关于重力势能的几种理解，正确的是（）A．重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C．在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D．相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能六、课后练习与提高1．质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的作用，下落的加速度为4g/5，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（）A．物体重力做的功为mghB．物体的动能增加了mghC．物体重力势能减少了mghD．物体克服阻力所做的功为mgh/52．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为h的坑，如图所示，在此过程中（）A．重力对物体做功mgHB．物体重力势能减少mg（H+h）C．合力对物体做的总功为零D．地面对物体的平均阻力为mgH/h3．在水平面上竖直放置一轻质弹簧，有一个物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧直至速度减为零时（）A．物体的重力势能最大B．物体的动能最大C．弹簧的弹性势能最大D．弹簧的弹性势能最小4．在排球比赛中，某运动员用400N的力把质量为270g的排球从2.8m的高度扣向对方的场地内。

第4节重力势能学习目标：1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．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．课前预习：1．功的公式是什么？如何求一个恒力做的功？2．你是怎样理解能量概念的？势能的概念是怎样的？一、重力的功重力做功与什么因素有关呢?教材上的图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在三种情况下重力做的功有何关系？？我们可以得到什么样的结论?_______________________________________既然重力做功与_________无关，那么它与什么因素有关呢?答：_________________________ 重力做功的表达式：______________________其中式中各个物理量的意义：______________________________________________[讨论与交流]物体从A点出发，分别沿光滑斜面下滑和水平抛出到达同一位置B点(如图5．4—2所示)．不计阻力，重力所做的功相同吗?你认为重力做功与物体运动的路径有关吗?为什么?二、重力势能探究影响物体重力势能大小的因素有哪些．准备两个大小相同的小球：一个钢球、一个木球，再盛一盆细沙．如图。

5.4—l所示．在沙盆上方同一高度释放两个小球，钢球的质量大，在沙中陷得____________．让钢球分别从不同的高度落下，钢球释放的位置越高，在沙中陷得____________．大家阅读教材60页“重力势能”一段，回答下面几个问题怎样定义物体的重力势能?答：________________________________为什么可以这样来进行定义?答:________________________________________________重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?答：_____________________________________________________________4、重力势能是矢量还是标量? 重力势能的单位是什么?符号是什么?答：_____________________________________________________________5、重力势能与什么因素有关?你能否列举生活中的实例加以说明?答：_____________________________________________________________6、根据重力势能的定义式，它和重力做功的表达式非常相似，它们之间的关系是什么呢?答：_____________________________________________________________（用文字叙述）7、重力做功与重力势能的关系具体用一个公式应该如何表示?答：____________________________________________________________8、如果重力的功与路径有关，即对应于相同的起点和终点，重力对同一物体做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗?答：_____________________________________________________________9、当摩擦力对物体做功时，我们能不能定义有一个摩擦力势能存在呢?为什么?答：_____________________________________________________________总结：_______________________________________________________________________________________________________________________________三、重力势能的相对性和系统性讨论回答：1、把课本放在桌面上，课本的高度是多少呢?你的理解：_____________________答案1、大约是课桌的高度，约为1 m左右．答案2、它比一楼地面高出4m左右(假设学生在二楼)．2、哪个答案错了呢?为什么？答：_________________________________3、由此我们可以得到一个什么结论?答：______________________________4、那么重力势能有没有相对性呢? 答：______________________________5、我们在研究一个物体重力势能时应该怎么办?答：_________________________________ 总结：重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫_______．_______选取不同，重力势能的数值就_____．可见，重力势能具有相对性．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．选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的。

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——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。

（2）重力势能具有相对性。

只有选定零势面后，才能具体确定重力势能的量值，故E p=mgh中的h是物体相对于零势面的高度。

重力势能*学习目标1、认识重力做功与路径无关的特点2、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算3、理解重力做功与重力势能的变化的关系4、知道重力势能具有相对性5、知道重力势能是物体和地球系统所共有的一、课前预习自主探究1、势能的概念：。

2、力做功的表达式：。

重力做功的特点：。

3、重力势能的概念：，重力势能的表达式：Ep= 。

4、重力势能是量（填“标”、“矢”），有无；单位：。

5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功，物体的重力势能将_____；重力做负功，物体的重力势能将 ________。

（填“减小”、“增加”）6、物体的重力势能总是相对某个参考平面来说的，我们规定这个参考平面的重力势能为__________，参考平面选取不同，重力势能的数值就。

但重力势能的变化量ΔEp却与参考面的选择 _______关。

7、重力势能是这个系统共有的。

二、课堂互动、共同提高1、重力做功是否与路径有关？----求下列几种情况下重力的功(小组合作探究）①如图，一个质量为m的物体，从高度是h1位置，竖直向下运动到高度为h2的位置。

②如图，质量为m的物体从高度是h1的A点，沿着长为l(与竖直方向夹角为θ)倾斜的直线AB向下运动到高度为h2的B点。

③如图，质量为m的物体从高度是h1处的A点沿曲线运动到高度为h2的B点。

2、重力势能的表达式E P=3、重力势能的相对性选择不同的参考平面，重力势能的数值是不同的，比如在一幢房子里，分别选择地面和二楼楼板为参考平面，A点高度不同，A点的物体具有的重力势能也就不同，选择二楼楼板为参考平面，物体在A点的重力势能为正值，而在B点却为负值，请回答以下问题。

⑴重力势能的正负表示__________（大小、方向、效果）⑵某位置重力势能为正表示⑶某位置重力势能为负表示⑷重力势能是相对的，但选择不同的参考平面，重力势能的差值（变、不变）⑸在有关重力势能的研究中，重力势能和重力势能的差值谁更有意义？4、重力做功和重力势能的变化有什么关系？（请列出具体式子）（1）起重机吊着质量为m的物体沿着竖直方向向下运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?（2）起重机吊着质量为m的物体沿着竖直方向向上运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?例1：如图，质量m = 0.5kg的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s²)参考面小球在A处的重力势能（J）小球在B处的重力势能（J）整个过程中重力做功(J)整个过程中重力势能变化量(J)桌面地面请做题时认真思考参考平面的选择与重力势能的关系、重力势能的正负意义、重力做功与重力势能变化的关系例2：如图所示，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为h。

第4节重力势能一、重力做功与重力势能1．重力功的特点只跟物体运动的起点和终点有关，而跟物体运动的路径无关。

2．重力功的表达式W G ＝mgh＝mgh 1－mgh 2，其中h 1、h 2分别表示物体起点和终点的高度。

3．重力势能的特点与物体相对地球的位置有关。

4．重力势能的大小等于物体所受重力与所处高度的乘积，表达式为E p ＝mgh。

5．重力势能的单位焦耳，与功的单位相同。

6．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 。

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E p ＝mgh ，重力势能是标量，但有正负，重力势能为负值时，说明物体在零势能面下方。

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W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p 。

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。

(2)两种情况：二、重力势能的相对性和系统性1．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。

在参考平面上，物体的重力势能取作0。

(2)重力势能的相对性选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的。

对选定的参考平面，上方物体的重力势能是正值，下方物体的重力势能是负值，负号表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能小。

2．系统性重力势能是地球与物体所组成的系统共有的。

1．自主思考——判一判(1)同一物体在不同高度时，重力势能不同。

(√)(2)不同物体在同一高度，重力势能可以不同。

(√)(3)重力做功与位移有关。

(×)(4)同一物体的重力势能E p1＝2J，E p2＝－3J，则E p1>E p2。

人教版高中物理必修2第7章第4节《重力势能》word学案1．明白重力做功与路径无关．2．明白得重力势能的意义及表达式，会用表达式进行运算．3．明白得重力势能的变化和重力做功的关系．4．明白重力势能的相对性、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：E p＝mgh.4．单位：焦耳，与功的单位相同．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：W G＝mgh1－mgh2＝－ΔE p．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W G>0，E p1>E p2.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，或者讲物体克服重力做功，重力势能增加，即W G<0，E p1<E p2.重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功．重力做功的求解方法一、常用重力做功的求解方法1．公式法．利用W G＝mgh求解，其中h为初、末位置的高度差．2．转化法．关于无法利用做功公式来运算重力做功的咨询题，我们能够转换一下摸索的角度，因为重力做功与重力势能的变化相对应，因此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W G＝E p1－E p2＝ΔE p，通过求重力势能的变化ΔE p来求重力做的功W G.3．整体法、等效法．常用于求物体系统或液体的重力做功．关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、审题技巧解答该类咨询题注意两点：1．重力势能E p＝mgh中的h是相对参考平面的高度．2．重力做功与重力势能的关系W G＝－ΔE p.三、典例剖析如图所示，有一长为L的平均金属链条，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，当链条从静止开始开释后链条滑动，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E p1＝－m2g·L4sin θ，右边一半的重力势能为E p2＝－mg2·L4，左右两部分总的重力势能为E p ＝E p1＋E p2＝－18mgL ·(1＋sin θ)， 最后链条从右侧刚好全部滑出时，重力势能为E p ′＝－12mgL. (2)此过程重力势能减少了ΔE p ＝E p －E p ′＝18mgL(3－sin θ)， 故重力做的功为W G ＝18mgL(3－sin θ)． (2)18mgL(3－sin θ)1．(多选)下列关于重力势能的讲法正确的是(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，克服重力做功50 J ，则(BD )A ．重力做功50 JB ．物体的重力势能一定增加50 JC ．物体若做加速运动，则重力势能的增加量一定大于50 JD ．重力对物体做功－50 J3．盘在地面上的一根不平均的金属链重30 N ，长1 m ，从甲端缓慢提起至乙端恰好离开地面时需做功10 J ．假如改从乙端缓慢提起至甲端恰好离开地面要做多少功(取g ＝10 m/s 2)?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形为(D) A．重力做正功，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时的重力势能为(D)A．mgh B．mgHC．mg(h＋H) D．－mgh3．质量为1 kg的物体从静止开始下落，通过3 s落地，落地时速度为10 m/s，若重力加速度g取10 m/s2，则在此过程中(CD)A．物体的重力势能减少了50 JB．物体的重力势能减少了450 JC．重力对物体做功150 JD．物体克服阻力做功100 J4．沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分不从底端拉到顶端，下列讲法正确的是(D)A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动，物体克服重力做功多C．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动，物体克服重力做功多D．不管沿如何样的斜面运动，物体克服重力做功都相同，物体增加的重力势能也相同5．一个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(g＝10 m/s2)(C)A．重力做功为1.8 JB．重力做了0.55 J的负功C．球的重力势能一定减少0.55 JD．球的重力势能一定增加1.25 J6．如图所示，某物块分不沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则(D)A．沿轨道1滑下重力做功多B．沿轨道2滑下重力做功多C．沿轨道3滑下重力做功多D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多7．一根长为2 m，重为200 N的平均木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面提高0.5 m，另一端仍搁在地面上，则所需做的功为(A)A．50 J B．100 JC．200 J D．400 J8．关于重力势能，下列讲法中正确的是(B)A．某个物体处于某个位置，重力势能的数值是唯独确定的，与参考面选取无关B．只要重力做功，物体的重力势能一定变化C．物体做匀速直线运动时，其重力势能一定不变D．物体重力势能增加时，物体的重力能够不做功9．物体在运动过程中，克服重力做功100 J，则以下讲法正确的是(BD)A．物体的高度一定降低了B．物体的高度一定升高了C．物体的重力势能一定是100 JD．物体的重力势能一定增加100 J二、非选择题10．起重机以g4的加速度将质量为m的物体沿竖直方向匀减速地提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做的功为多少？物体的重力势能变化了多少？解析：由题意可知物体的加速度为a＝g4，方向竖直向下，物体上升的高度为h，依照牛顿第二定律可得mg－F＝ma，因此F＝mg－ma＝34 mg，故拉力做的功为W F＝Fh＝34 mgh.重力做的功为W G＝－mgh，即物体克服重力做的功为mgh，物体的重力势能增加了mgh.11．在离地30 m处的楼顶上无初速度开释一小球，小球的质量为m＝500 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为参考平面．求：(1)在第2 s末小球的重力势能；(2)前3 s内重力所做的功，重力势能的改变．解析：(1)在第2 s末小球所处的高度h＝－12gt2＝－12×10×22 m＝－20 m，重力势能E p＝mgh＝0.5×10×(－20) J＝－100 J，E p<0讲明了物体在参考平面的下方．(2)在第3 s末小球所处的高度h′＝－12×10×32 m＝－45 m.因此在第3 s往常小球就差不多落地．因此前3 s内重力做功W＝mg(0－h0)＝0.5×10×[0－(0－30)] J＝150 J. 因此小球的重力势能减少了150 J.。

高中物理《7.4重力势能》导学案新人教版必修27、4 重力势能》导学案班级姓名【学习目标】1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。

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。

【教学重点、难点】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。

【学习过程】（1）自主学习一、重力的功(认真阅读p63~64教材并结合图7、42、图7、41中WG＝图7、43中重力做的功和前两个是否相等呢?如何求?二、重力势能(认真阅读教材65页“重力势能”一段，回答下面几个问题)物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。

特殊意义在于什么？怎样定义物体的重力势能?重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?重力势能是矢量还是标量?重力势能的单位是什么?符号是什么?三、重力势能的相对性和系统性我们在研究一个物体重力势能时应该先参考平面。

参考平面选取不同，重力势能的数值就不同。

可见，重力势能具有相对性。

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。

（2）合作探究讨论一：在图7、4中，三种情况下重力做的功是否都相等？你可以得到什么样的结论?重力做功的表达式是什么?讨论二：重力势能与重力做功的关系是什么？当物体由高处向低处运动时，重力做功，物体重力势能，也就是WG>0，Ep1>Ep2；当物体从低处运送到高处时，重力做功(或者说 )，重力势能，也就是WG<0，Epl<Ep2。

讨论三：重力势能的相对性：1、在参考平面上方的物体的高度是值，重力势能也是值。

2、在参考平面下方的物体的高度是值，重力势能也是值。

3、势能是标量，+、—表示大小。

4、选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同。

第4节重力势能B区高一物理尚瑞群2019.2.271．知道重力做功与路径无关。

2．理解重力势能的定义及表达式，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、绝对性和系统性。

[读教材·填要点]1．重力做的功(1)特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的和的位置有关，而跟物体运动的无关。

(2)表达式：W G＝＝。

其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。

2．重力势能(1)特点：与物体相对地球的有关。

(2)大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，表达式为：E p＝。

(3)单位：，与功的单位相同。

(4)重力做的功与重力势能的关系：W G＝。

3．重力势能的相对性和系统性(1)相对性：重力势能总是相对选定的而言的。

(该平面常称为零势能面)(2)标矢性：重力势能为，只有大小没有方向，但有正负，其正负表示与参考平面上物体势能的相对大小。

物体在参考平面上方时，重力势能为值，在参考平面下方时，重力势能为值。

(3)系统性：重力势能是与所组成的物体系统所共有的。

[试身手·夯基础]1．沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面，向上拉同一物体到顶端，下列说法中正确的是()A．沿长度大的斜面上升克服重力做的功多B．沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C．沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少D．上述几种情况克服重力做的功同样多2．关于重力势能，下列说法中正确的是()A．重力势能的大小只由物体本身决定B．重力势能恒大于零C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D．重力势能是物体和地球所共有的3．如图7－4－1所示质量为m的物体从桌面边缘竖直向上抛出，桌面比地面高h，物体到达的最高点距桌面高为H，若以桌面为参考面，则物体落地时的重力势能E p和整个过程中重力所做的功为()WA．0mgH B．－mgh mghC．－mgh mg(h＋H) D．mgH mg(h＋2H)1．重力势能具有相对性重力势能的表达式E p＝mgh中的h是指物体重心到参考平面的高度，因此重力势能的大小与参考平面的选取有关，在参考平面以上为正值，以下为负值，位于参考平面时为零。

必修二第7章第4节《重力势能》教案一、教材分析《重力势能》是人教版高中物理必修二第7章《机械能守恒定律》第4节课的教学内容，这节课通过分析重力做功的特点，推导得出了重力势能的表达式，并进一步讨论重力势能具有相对性及重力势能是物体与地球系统所共有；是后面学习机械能守恒定律的基础。

二、教学目标1．知识目标：(1)理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．(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．2．能力目标：用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程．3．情感、态度和价值观目标：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．三、教学重点难点重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系．难点：重力势能的系统性和相对性．四、学情分析五、教学方法1．实验探究：物体的势能和哪些因素有关。

2．学案导学：见后面的学案。

六、课前准备1．学生的学习准备：预习重力势能一节2．教师的教学准备：多媒体课件制作，制作学案3．教学环境的设计和布置：教室七、课时安排：1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查落实学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师提出问题：打桩机的重锤从高处落下时，可以把水泥桩打进地里，为什么?学生回答：重锤具有重力势能.教师继续提问：那么什么是重力势能?学生回答：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.在一个透明的玻璃容器内装上沙子.实验一：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度.实验二：用大小不同的两个铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度.在实验一中，铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大.在实验二中，质量大的铁球落在沙子中的深度大.教师：通过上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大.引入：那么，怎样定量地表示重力势能呢?设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。