山东省荣成市第三中学高中物理必修二74重力势能学案(无答案)

4. 重力势能一、学习目标1.知道重力做功与路径无关。

2.理解重力势能的意义及表达式，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、系统性。

二、重难点分析重点：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。

难点：理解重力势能的意义及表达式，会用表达式进行计算。

三、学习过程（一）自主学习【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。

【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。

【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，或者说物体克服重力做功，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。

（二）学习探究重力做功的求解方法【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。

对于无法利用做功公式来计算重力做功的问题，我们可以转换一下思考的角度，因为重力做功与重力势能的变化相对应，所以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。

高中物理【重力势能】学案及练习题学习目标要求核心素养和关键能力1.知道重力做功的特点，理解重力势能的概念，知道重力势能具有相对性。

2.知道重力做功和重力势能变化的关系，并会分析相关问题。

3.了解弹力做功和弹性势能的变化关系。

1.物理观念：理解重力势能的内涵，定性了解弹性势能。

2.科学推理：利用微元法分析物体沿曲面下滑时重力做的功。

3.关键能力：理解能力。

授课提示：对应学生用书第110页一重力做的功1．特点：只跟物体运动的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。

物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功。

2．表达式：W G＝mgΔh＝mgh1－mgh2，其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。

二重力势能1．特点：与物体相对地球的位置(或高度)有关。

2．大小：等于物体所受重力与所处位置的高度的乘积，表达式为E p＝mgh。

3．单位：焦耳，与功的单位相同。

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。

(2)两种情况①当物体从高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减小，即W G>0，E p1>E p2。

②当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，即W G<0，E p1<E p2。

重力做负功也叫作物体克服重力做功。

5．系统性：重力势能是地球与物体所组成的系统共有的。

三重力势能的相对性1．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)2．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。

四弹性势能1．定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用而具有的势能，叫作弹性势能。

2．决定因素弹性势能与弹簧的劲度系数和形变的大小有关，在弹簧形变的大小相同时，弹簧的劲度系数越大，弹簧的弹力越大，弹簧的弹性势能越大。

在弹簧劲度系数相同时，弹簧形变的大小越大，弹簧的弹力越大，弹簧弹性势能越大。

7.4《重力势能》导学案【学习目标】知道重力势能的概念，重力做功的特点，重力做功与重力势能的变化关系，重力势能的相对性【重点难点】重力势能：重力势能的计算、重力势能变化与重力做功的关系、重力势能的相对性【学法指导】认真阅读教材，体会重力势能的物理意义，体会重力做功和重力势能变化的关系。

【知识链接】1．功的物理意义：功是能量转化的_____.2．功的定义式__________________；力对物体所做的功，等于_______、________、____________________这三者的乘积。

【学习过程】一、重力势能概念的建立1．同学们计算课本p10图4-1 4-2 4-3 三种情况下重力做功的大小关系2 总结重力做功的特点：3思考重力势能可能与那些因素有关？4物体由于而具有的能量叫做重力势能，表达E P= 重力势能是量，有正负之分二、重力做功与重力势能的变化关系1．一起重机使货物匀速上升，加速上升，减速上升相同的高度重力做功与重力势能的变化关系2．一起重机使货物匀速下降，加速下降，减速下降相同的高度重力做功与重力势能的变化关系总结：物体向上运动，重力做（）重力势能（）重力做了多少功，重力势能就（）物体向下运动，重力做（）重力势能（）重力做了多少功，重力势能就（）重力做功和重力势能的关系可写为三、重力势能的相对性1．重力势能是状态量还是过程量？2．重力势能的相对性3．选择不同的参考系重力势能的大小不同，那么重力势能的变化量与参考系的选择有关吗？重力势能属于地球和物体组成的系统【训练测试】1．关于重力势能的说法，正确的有( )A．重力势能只能由重物决定B．重力势能不能为负值C．重力势能是相对的D．重力对物体做正功，物体的重力势能增大2．甲、乙两个物体的位置如图所示，质量关系m甲<m乙，甲在桌面上，乙在地面上，若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为E P1、E P2，则有( )A．E P1>E P2B．E P1<E P2C．E P1＝E P2D．无法判断3．竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的函数图象(如图所示)中正确的是(不计空气阻力，以竖直向下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点为零势能点)( )4．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是( )A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加B．在同一高度，将物体以初速度v0向不同方向抛出，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一定相等C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力的功与物体重力势能之和5．如图所示，小球质量为m，大小不计，右边圆轨道半径为R，小球从h＝3R处沿斜面滑下后，又沿圆轨道滑到最高点P处，在这一过程中，重力对小球所做的功为________，小球重力势能减少了________．z6．金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它主体建筑地上88层，地下3层，高420.5m，是目前国内第一、世界第三高楼(如图所示)．距地面341m的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收在眼底．站在88层上质量为60kg的游客，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10m/s2)(1)以地面为零势面；(2)以第88层为零势面；(3)以420.5m的楼顶为零势面，若他乘电梯从地面上升到88层，他克服重力做多少功？【参考答案】1．答案：C2．答案：A解析：取桌面为零势能面，则E P1＝0，物体乙在桌面以下，E P2<0，故E P1>E P2，故A正确．3．答案：ABC4．答案：AB解析：根据W G＝Ep1－Ep2知，物体克服重力做的功等于重力势能增加，A正确．根据重力做功的特点知，从同一高度抛出物体到落地的过程中，重力做功相等，因而重力势能的减少量也相等，B 正确．重力势能的数值依赖于参考面的选取，重力势能为零的物体，完全可以对别的物体做功，C 错误．用手托住物体匀速上升时，手的支持力等于物体的重力，手的支持力做的功等于物体克服重力的功，也等于物体重力势能的增加量，D错误．5．答案：mgR mgR6．答案：(1)2.046×105J (2)0 (3)2.046×105J解析：(1)以地面为参考面h＝341m所以E P＝mgh＝60×10×341J＝2.046×105J(2)以88层为零势面h＝0 所以E P＝0(3)游客从地面到88层，重力做的功为W G＝－mgΔh＝－60×10×341J＝－2.046×105J所以他克服重力做功2.046×105J.【学习反思】重力势能属于地球和物体组成的系统，而我们经常说某某物体的重力势能是多大，应当怎样理解？。

7.4 《重力势能》教学设计一、整体设计重力势能及其相对性是本节的主要教学内容。

.教材从分析重力做功与路径无关入手，来建立重力势能的概念。

按照“以学生为主体”新课程标准要求，在这一环节，要让学生亲自动手算一算这两种情况下重力对物体做了多少功，来加深对探究过程的理解。

正是因为重力做功有这样的特点，才引入重力势能的概念，对这一点学生会感觉比较困难。

这一认知是逐渐建立起来的，在这里要求不宜过高。

经过讨论，学生会得出，重力势能应跟物体在地球的相对位置有关，还应与物体受到的重力有关。

本节重点讲述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。

重力做正功时，重力势能减少，克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，关于这个关系，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从能量转化的角度分析，解开学生的困惑，例如可举在自由落体运动中，重力做正功，重力势能减少。

为了突出重点，突破难点，采用学生实际操作、推理和互动探究的方法，学生对计算结果分析，先思索由结果发现什么问题，激发学生的学习热情，然后由教师层层提出问题，分析问题，逐步解决问题，使学生理解和掌握本节的知识。

二、教学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.三、教学难点重力势能的系统性和相对性.四、课时安排1课时五、三维目标1、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。

2、过程与方法（1）根据功和能的关系，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.3、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.六、教学过程新课教学【合作探究一】重力做功问题1、设质量为m 的物体，从高度是1h 的位置，竖直向下运动到高度是2h 的位置，这个过程中重力做功？类型1中W G＝类型2中W G=问题2、类型3重力做的功如何求?(提示：用微元法)思考：在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功是否相等？你可以得到什么样的结论?重力做功的表达式是什么?【归纳总结】一、重力的功1．特点：只跟物体运动的____ __和__ ____的位置有关，而跟物体运动的____ __无关．2．表达式：W G＝____ __＝mg(h1－h2)，其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度．【典题探究】例题1：在排球比赛中，某运动员用400 N的力把质量为300 g的排球从2．8 m的高度扣向对方的场地内．在球被扣到落地的过程中，重力对他所做的功是多少? (g取10m／s2)【合作探究二】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)．问题1：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？问题2：怎样定义物体的重力势能?问题3：重力势能的表达式是什么? 重力势能中的“h”和重力做功表达式中的“h”含义一样吗？问题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?问题5：如图所示，质量为m的物体自高度为h1的A处下落至高度为h2的B处，求此过程中重力做的功和重力势能的变化量，并分析重力势能与重力做功的关系是什么?.【归纳总结】二、重力势能1．定义：物体由于____ ____而具有的能量叫做重力势能．2．大小：物体的重力势能等于它所受__ ___与所处___ ___的乘积，表达式为E p＝____ __.3．单位：__ ____.符号：4．重力做功与重力势能变化的关系（1）表达式：W G＝______________－________________＝－ΔE p.（2）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W G>0，E p1>E p2；（3）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W G<0，E pl<E p2．【典题探究】例题2：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( BC )A．重力对物体做功为mgHB．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)【合作探究三】重力势能的相对性和系统性问题1.物体位置一定时，它的重力势能一定是确定的吗？与什么有关？问题2.根据图，m＝0.5 kg，h1＝1.2 m，h2＝0.8 m．完成下列表格：参考平面的选择小球在A处的重力势能小球在B处的重力势能整个下落过程中重力做的功[ ]整个下落过程中重力势能的增量桌面地面问题3.选择不同的参考面，对哪些物理量有影响？对哪些物理量没有影响？问题4. 重力势能的正负的意义？问题5：为什么说重力势能是物体与地球共有的？【归纳总结】三、重力势能的相对性1．重力势能的E p=mgh中的h指的是物体的重心到零势参考平面的距离。

74 重力势能 〖精讲精析〗〖知识精讲〗知识点1重力做功的特点（1）物体运动时，重力对它所做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体的 运动路径无关。

（2）重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。

W G =mgh=mg （h 1-h 2）=mgh 1-mgh 2〖例1〗如图所示，两个轨道均光滑，它们高度相同，让质量均为m 的两个物体分别沿轨道由静止从顶端运动到底端，求：两个物体在运动过程中重力所做的功？〖思路分析〗重力做功与路径无关，由功的定义知，重力对两个物体均做正功，所做的功都是W=mgh〖答案〗W=mgh〖总结〗重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。

物体从高处运动到 到低处重力做正功。

〖变式训练〗如图所示，质量为m 物体分别从倾角为α和β两个光滑斜面上滑下，两斜面的高度均为h ，则下列叙述中正确的是： A 、物体滑到斜面底端的速度相同。

B 、物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率相同。

C 、物体滑到斜面底端时重力所做的功相同。

D 、物体滑到斜面底端时速率相同。

知识点2：重力势能（1）重力势能：我们把物理量mgh 叫做物体的重力势能，常用E P 表示，即E P = mgh 上式表明物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。

（2）重力势能具有相对性。

重力势能的数字表达式E P = mgh 是与参考平面的选择有关的，式中的h 是物体重心到参考平面高度。

当物体在参考平面之上时，重力势能E P 为正值；当物体在参考平面以上时，重力势能E P为负值。

注意物体重力势能的正负的物理意义是表示比零势能大还是小。

（物体在参考平面上时重力势能为零）（3）重力势能的参考平面的选取是任意的。

视处理物体的方便而定，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）重力势能的变化是绝对的。

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。

§7.4：重力势能姓名【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．【自主导学】1、物体由于而具有的能量叫做重力势能，表达式E P = 。

重力势能是 量，有正负之分。

重力势能具有相对性，与参考面选择有关，式中的h 是指物体重心到的高度。

通常选择 作为参考面，也可以选物体系中的最低点为重力势能零点，这样可以避免出现负势能问题。

在参考平面上方的物体的高度是 值，重力势能也是 值；在参考平面下方的物体的高度是 值，重力势能也是 值；势能是标量，+、--表示大小；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．2、重力做功的特点是。

重力做正功，物体的重力势能，重力做负功（也称物体克服重力做正功）时，物体的重力势能。

用公式表示可写成 。

重力势能的变化∆E p == 2P E — 1P E3、势能也叫，是由 决定的，因而重力势能是物体和地球组成的系统共有的。

【合作探究】例1 在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v 0分别上抛、平抛、下抛，那么以下说法正确的是 ( )A、从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等B、从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等C、三个球落地时，重力的瞬时功率相同D、如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力势能变化不相等拓展竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于小球的速度( )A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B、上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C、上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D、上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率例2如图所示，粗细均匀的U形管内装有总质量为m、总长度为 3h的同种液体，开始时两边液面的高度差是h,管底阀门T处于关闭状态，现将阀门打开，当两管液面相等时，液体的重力势能变化了多少？例2【当堂检测】⒈关于重力势能的下列说法中正确的是（）A．重力势能的大小只由重物本身决定 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．重力势能实际上是物体和地球所共有的2．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（）A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加B. 在同一高度，将物体以初速度V0向不同的方向抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和⒊一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（）A．铁块的重力势能大于木块的重力势能 B铁块的重力势能等于木块的重力势能C．铁块的重力势能小于木块的重力势能 D．上述三种情况都有可能4.离地面高度(不为零)相同的两物体甲和已，已知M甲>M已，则(以地面为零势面) （）A甲物体的势能大 B已物体的势能大C甲.已两物体的势能相等 D 不能判断5.用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（）A MgHB HgH+MgaC M(g-a)D Mga6、下列关于重力势能的说法中正确的是()A、重力势能是物体和地球所共有的B、重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其它力做功多少无关C、重力势能是矢量，在地球表面以下为负D、重力势能的增量等于重力对物体做的功7、关于重力做功和物体重力势能的变化，下列说法中正确的是()A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B、当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C、重力做功的多少与参考平面的选取无关D、重力势能的变化量与参考平面的选取有关8、如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为()A. -mghB. mgHC. mg(H+h)D. mg(H-h)第8题9、一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（以地面处重力势能为零）() A．铁块的重力势能大于木块的重力势能B．铁块的重力势能等于木块的重力势能C．铁块的重力势能小于木块的重力势能 D．上述三种情况都有可能10、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一程中重力势能的改变量() A．都具有不同的数值 B．都具有相同的数值C．前者具有相同的数值，后者具有不同的数值D．前者具有不同的数值，后者具有相同的数值11、井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体，若以地面为参考平面，则物体的重力势能为；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能为。

《重力势能》教学案例教材分析：本节首先提出物体由于被举高而具有重力势能.在分析物体被举高的过程中重力做功，让学生认识到重力做功也就是重力势能变化的过程，然后通过分析重力做功与路径的关系无关的特点，推导得出重力势能的表达式.随后进一步讨论重力势能具有相对性及系统性.教材没有直接给出“功能量变化的量度”，而是在探究重力做功的过程中不断的去渗透这一思想.从整体来讲更注重知识的生成性而不是结论.学生分析：初中阶段学生对重力势能有所了解，但仅仅是限于识记公式方面，对于其中的内涵、知识的生成、以及重力势能与重力做功的关系和重力势能的特点基本一无所知.但是高一学生的思维非常活跃，可塑性强，容易受老师教学思路的影响形成良好的思维定势，如果教师教法得当，学生很容易形成科学的思维方法.设计思路：充分体现新课标的要求，在课堂教学中突出学生的主体作用，发挥学生的主观能动性，调动学生积极合作学习的意识.通过教师和学案的引导作用，让学生注意到知识的生成性，并注重联系生产和生活实际，让学生感触物理的魅力与价值.教学目标：一、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.二、过程与方法1.根据功和能的关系，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.三、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.教学重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系.教学难点：重力势能的系统性.教具准备：大小相同的小球三个（其中两个质量相同与另一个质量不同）、透明高塑料杯子两个（可用矿泉水瓶剪去瓶口代替）知识回顾：力做功的计算教学实录：【投影图片】如图为美国内华达州亚利桑那陨石坑。

第七章机械能守恒定律4重力势能学习目标1.认识重力做功与路径无关.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.理解重力势能的变化和重力做功的关系.4.知道重力势能的相对性和系统性.自主探究1.重力的功:重力的功与路径,只与它的有关,即:W G=.2.重力势能:物体受到的的乘积,即:E p=.3.重力势能具有系统性,它是物体和地球组成的系统所共有,物体的重力势能是多少,并不是地球上的物体单独具有的;重力势能具有相对性,只有规定了之后,重力势能才有确定的值.这个值可以是值(在零势能面以上),可以是值(在零势能面以下),可以是(在等势面上).4.重力做功跟重力势能的关系:重力做功改变物体的重力势能,重力做了多少功,物体的重力势能.重力对物体做正功时,物体的重力势能,重力做负功时,物体的重力势能.即W G=E p1-E p2=-ΔE p.合作探究一、重力的功重力做功与什么因素有关呢?设质量为m的物体,从高度是h1的位置,通过下列三种例子来探究一下.思考:你认为这三种情况下如何求重力的功?图甲:重力做功图乙:重力做功图丙:重力做功结论:表达式:二、重力势能1.重力势能的定义2.重力势能是3.重力势能的单位:,符号是4.重力做功与重力势能之间的关系【思考与讨论】阅读教材说一说,如果重力做功与运动路径有关,能量变化能否表示重力做的功?三、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,在上方,重力势能为在下方,重力势能为.注意:有实际意义的是重力势能的,这个并不因选择不同的参考平面而有所.2.系统性:重力势能是与组成的系统共有的.【巩固训练】练习1如图表示一个斜抛物体的运动,当物体由抛出位置1运动到最高位置2时,重力做功是多少?由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时,重力做功是多少?由位置1运动到位置3呢?练习2关于重力势能,以下说法中正确的是()A.某个物体处于某个位置,重力势能的大小是唯一确定的B.重力势能为0的物体,不可能对别的物体做功C.物体做匀速直线运动时,重力势能一定不变D.只要重力做功,重力势能一定变化练习3将重为50N的物体沿着竖直方向向上匀速吊起10m高,此过程中物体的重力势能变化了J,拉力对物体做功J.若物体以1m/s2的加速度上升10m高,此过程中物体的重力势能变化了J,拉力对物体做了J的功.(g取10m/s2)练习4质量为3kg的物体放在高4m的平台上,取平台为零势能面,求:(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少?(2)物体相对于地面的重力势能是多少?(3)物体从平台落到地面上,重力势能变化了多少?重力做的功是多少?(4)若取地面为零势能面,物体从平台落到地面上,重力势能变化了多少?重力做的功是多少?(g取10m/s2)课堂检测1.下列关于重力势能的说法正确的是()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.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零2.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别从底端拉到顶端,下列说法正确的是()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时物体克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多D.不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功相同,物体增加的重力势能也相同3.关于重力势能,以下叙述正确的是()A.重力对物体做功越多,物体的重力势能减少越多B.物体克服重力做功越多,物体的重力势能减少越多C.重力对物体不做功,物体的重力势能一定为零D.物体克服重力做的功等于重力势能的增加量4.质量为50kg、高为1.8m的跳高运动员,背越式跳过2m高的横竿而平落在高50cm的垫子上,整个过程中重力对人做的功大约为()A.1000JB.750JC.650JD.200J5.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程.将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是()A.阻力对系统始终做负功B.系统受到的合力始终向下C.重力做功使系统的重力势能增加D.任意相等的时间内重力做的功相等6.地面上竖直放置一根劲度系数为k,原长为L0的轻弹簧,在其正上方有一质量为m的小球从h高处自由落到轻弹簧上,弹簧被压缩,则小球速度最大时重力势能为(以地面为参考平面)()A.mg(L0-mgk ) B.m2g2kC.mgL0D.mg(h+L0)7.物体做自由落体运动,如图所示为其相对于地面的重力势能与下落速度的关系图象,其中正确的是()8.一根粗细均匀的长直铁棒重600N,平放在水平地面上.现将一端从地面抬高0.50m,而另一端仍在地面上,则()A.铁棒的重力势能增加了300JB.铁棒的重力势能增加了150JC.铁棒的重力势能增加量为0D.铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关,所以无法确定9.如图所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高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()A.沿轨道1滑下重力做的功多B.沿轨道2滑下重力做的功多C.沿轨道3滑下重力做的功多D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多10.质量为m 的物体,沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑,当下滑t s 时重力势能减少量为( )A.12mg 2t 2sin αB.12mg 2t 2C.mg 2t 2D.12mg 2t 2sin 2α11.质量为m 的均匀链条长为L ,开始放在光滑的水平桌面上时,有14的长度悬在桌边缘,如图所示,松手后,链条滑离桌面,问:从开始到链条刚好滑离桌面过程中重力势能变化了多少?12.起重机以g 4的加速度,将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升h 高度,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?(空气阻力不计)13.在离地80m 处无初速释放一小球,小球质量为m=200g,不计空气阻力,g 取10m/s 2,取最高点所在水平面为零势能参考平面.求:(1)在第2s 末小球的重力势能;(2)在第3s 内重力所做的功及重力势能的变化.参考答案 自主探究1.无关 高度差 mgh=mgh 1-mgh 22.重力与所处的高度 mgh3.零势能面 正 负 零4.改变了多少 减少 增加 合作探究一、重力的功W G =mgh=mgh 1-mgh 2W G =mg cos θ·l=mgh=mgh 1-mgh 2W G =mg Δh 1+mg Δh 2+mg Δh 3=mgh=mgh 1-mgh 2重力做功只跟它的起点与终点的位置有关,而与运动路径无关.W G =mgh 1-mgh 2二、重力势能1.物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积.2.标量3.焦耳 J4.W G =E p1-E p2【思考与讨论】不能.因为物体的势能是物体凭借其位置所具有的能量,正是因为重力做功与路径无关,说明与重力做功相关的能量才是一种“物体凭借其位置所具有的能量”,才是一种势能,才能把mgh 叫做重力势能.如果重力做功与路径有关,那么与重力做功相关的能量也就与路径有关,就不能把mgh 叫做重力势能.正如摩擦力做功与路径有关,对于摩擦力就不能引入相应的“摩擦力势能”.三、重力势能的相对性和系统性1.参考平面 正 负 差值 差值 不同2.物体 地球【巩固训练】1.由1至2重力做功-mgh 由2至3重力做功mgh 由1至3重力做功为零2.答案:D3.答案:500 500 500 5504.解析:(1)0 (2)120J (3)减小了120J 120J (4)减小了120J 120J 课堂检测1.AB2.D3.AD4.D5.A6.A7.C8.B9.D 10.D11.解析:设桌面为参考平面,开始时重力势能E p1=-14mg×L 8=-mgL 32. 末态时重力势能E p2=-mg×L 2=-mgL 2. 故重力势能变化ΔE p =E p2-E p1=-1532mgL.答案:减小1532mgL12.答案:0.75mgh -mgh 增加了mgh13.解析:(1)在第2s 末小球所处的高度为 h=-12gt 2=-12×10×22m =-20m重力势能为E p =mgh=0.2×10×(-20)J =-40J .(2)在第3s 末小球所处的高度为 h'=-12gt'2=-12×10×32m =-45m .第3s 内重力做功为W G =mg (h -h')=0.2×10×(-20+45)J =50J W G >0,所以小球的重力势能减少,且减少了50J . 答案:(1)-40J (2)50J 减少了50J。

7. 4重力势能教课目一、知与技术1．理解重力能的观点，会用重力能的定行算。

2．理解重力能的化和重力做功的关系，知道重力做功与路径没关。

3．知道重力能的相性。

二、程与方法用所学功的观点推重力做功与路径的关系，身感觉知的成立程。

三、感情、度与价浸透从生活中相关物理象的察，获得物理的方法，激和培育学生研究自然律的趣。

教课要点重力能的观点及重力做功跟物体重力能改的关系。

教课点重力能的系性和相性。

教具球、多媒体、件等。

教课程一、入新2002 年 9 月 21 日上午，俄斯高加索北奥塞梯地域的一个乡村生雪崩，造成起码100人失散，如左所示。

右是美国内达州利桑那石坑。

个石坑是 5 万年前，一直径30— 50米的流星撞地面的果。

据，坑中能够安置下20 个足球，周围的看台能容200多万众。

参照： 1. 我看到一个雪窖冰天、广袤无垠的色世界，它人的是圣、平和、安静的感觉，一种心灵的洗。

可是一旦大批雪从高滑下形成雪崩，一面面白茫茫的雪翻江倒海而来，你将感觉到大雪崩所来最令人惊心魄的白色惧怕，将人的生命与来灾⋯⋯ 什么么美丽的雪花有这样大的损坏力？生的雪崩什么拥有么大的能量？2. 通美国内达州利桑那的石坑象，你能出么大的能量与哪些要素相关？二、新教课（一）重力的功教：重力做功与什么要素相关呢？我在就通几个例子来研究一下。

（多媒体投影教材上的 7. 4- 1、 7. 4- 2、 7. 4- 3，学生独立推几种状况下重力做的功）教：比简单做的是哪一个？学生：第一个和第二个。

教：什么两个简单研究呢？学生：因为这两个问题中物体运动的路径是直线，所以在研究重力做功的问题上比较简单研究。

教师：那么这两个问题的答案是什么呢？学生：第一个问题中 W G＝ mg h=mgh l－ mgh 2，第二个问题中 W G=mglcosθ=mg h＝ mgh1－mgh 2，和第一个问题中所求出的答案同样。

教师：我们勇敢猜想一下，第三个图中重力做的功和前两个能否相等呢？学生：可能是相等的。