高中物理必修2 7-4

答案：D
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
2．选择不同的水平面作参考平面，物体在某一位置的 重力势能和某一过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．前者具有相同数值，后者具有不同数值 D．前者具有不同数值，后者具有相同数值 )
人教版· 物理· 必修2
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
(1)选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是
不同 的，但物体在固定的两个位置的重力势能的差值与选
择的参考平面 无关 ． (2)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 的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要 小 ．
终点的位置有关，而跟物体运动的 路径 无关．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
3．表达式：W＝mgh＝mgh1－mgh2 ，其中 h1、h2 分 别表示起点和终点的高度．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
二、重力势能 1．重力势能 (1)定义：物体由于被举高 而具有的能量． (2)大小：等于物体的重力与所处高度的乘积，即
进入导航
4
重力势能
系列丛书
方法总结
重力做功仅由物体初末位置的高度差决定， 与物体受到 几个力的作用以及物体做什么性质的运动等因素无关．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
变式训练 1 如图所示，一个质量为 m 的小球，从同 一高度 h 处分别沿竖直方向下落、沿斜面下滑、水平抛出、 斜向上抛出， 最后落到同一水平面内． 小球沿上述四条不同 的路径运动，重力对小球做的功相同吗？这说明了什么？
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
【例 2】 质量为 20kg 的薄铁板平放在二楼的地面上， 二楼地面与楼外地面的高度差为 5m．这块铁板相对二楼地 面的重力势能为________J，相对楼外地面的重力势能为 ________J；将铁板提高 1m，若以二楼地面为参考平面， 则铁板的重力势能变化了________J；若以楼外地面为参考 平面，则铁板的重力势能变化了________J.
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
课程目标导航
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和系统性．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
基础导读探究
一、重力的功 1．物体的高度发生变化时，重力要对物体做功：物体被 举高时，重力做负功，物体下降时，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
重力的功
(1)对重力做功的研究．让物体都从 A 点运动到 C 点．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
①物体先竖直向下运动再水平运动， 高度从 h1 降为 h2， 如图甲所示，重力做功为 WG＝mgh1－mgh2. ②物体沿倾斜直线向下运动，高度从 h1 降为 h2，如图 乙所示，重力做功为 WG＝mgssinθ＝mgΔh＝mgh1－mgh2. ③物体沿任意路径向下运动，高度从 h1 降为 h2(微元思 想)，把路径分成很多小段，每一段可看做是一段倾斜的直 线，设每段的高度差分别为 Δh1、Δh2„„重力做的功等于 每小段上重力做功的代数和．WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋„＝ mg(Δh1＋Δh2＋„)＝mgΔh＝mgh1－mgh2.
进入导航
4
重力势能
系列丛书
以楼外地面为参考平面： ΔEP＝EP2－EP1＝mg(h＋h1)－mgh ＝mgh1＝20×10×1J＝200J.
【答案】 0 1×103 200 200
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
方法总结
重力势能具有以下几个特点：(1)重力势能的正负表示 物体在零势能面以上还是以下，其正负表示重力势能的大 小；(2)重力势能的大小与零势能面的选取有关，但重力势 能的变化是绝对的，与零势能面的选取无关；(3)重力势能 是物体与地球所共有的．
进入导航
4
重力势能
系列丛书
5．一条链长为 2m，质量为 10kg，放在水平地面上， 拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间， 铁链克服 重力做功为多少？
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
解析：铁链从初状态到末状态，它的重心位置升高了 h l l ＝ ，因而铁链的重力势能增加了 mgh＝mg ＝100J，故铁 2 2 链克服重力做了 100J 的功．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
(5)重力势能的计算方法 ①规定参考平面， 一般选地面为参考平面． ②明确物体 在参考平面之上还是在参考平面之下． ③找出物体到参考平 面的竖直高度．代入 Ep＝mgh 计算，注意 h 的正负和单位 统一．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
答案：A
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
4．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，和其他力 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
答案：AB
人教版· 物理· 必修2
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
答案： 力做的功等于力和力的方向上的位移之积． 四种 情况下， 物体运动的位移不同， 但是重力方向上的位移都为 h，因此重力对小球做的功相同，即 WG＝mgh.这说明重力 做功与物体运动的路径无关．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
【解析】 重力做功的特点与物体的运动路径无关， 只 与初、 末状态物体的高度差有关， 不论是光滑路径还是粗糙 路径， 也不论是直线运动还是曲线运动， 物体克服重力做多 少功(重力做多少负功)，它的重力势能必定增加多少．
【答案】 D
人教版· 物理· 必修2
答案：100J
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
课 堂 讲 练 互 动
例 练 结 合 · ·· ··· ·· ··· ····· ··素 能 提 升 · ·· ·· ··· ·· · ··· ·· · · · · ·· ·
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
知识点一
知识点二
重力势能
1．重力势能 (1)定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能， 符号为 Ep. (2)大小：Ep＝mgh. 上式表明， 物体的重力势能等于它所受重力与所处高度 的乘积．物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
(3)单位：重力势能的单位与功的单位相同，在国际单 位制中是焦耳(J)． (4)特点：重力势能是标量，只有大小，没有方向，其 正、负号表示与势能为零的平面(参考平面)的相对位置，比 较重力势能的大小时，要带正、负号比较．
进入导航
4
重力势能
系列丛同 一位置相对不同的参考平面， 重力势能的数值不同． 物体重 力势能的改变量跟参考平面的选取无关，选项 D 正确．
答案：D
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
3．甲、乙两个物体的位置如右图所示，质量关系 m <m
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
3．系统性：重力势能是 地球 与 物体 所组成的这个物 体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的能 量．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
自 学 效 果 检 测
基 础 自 测 · ·· ··· ·· ··· ····· ·· 漏 补 缺 · ·· ·· ··· ·· · ··· ·· · · · · ·· · 查
Ep＝mgh
.
(3)单位：国际单位是 焦耳 ，符号为 J .
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
2．重力做功与重力势能变化的关系 (1)表达式：WG＝Ep1－Ep2＝ mgh1－mgh2 . (2)两种情况 ①当物体的重力做正功时，WG>0，即 Ep1>Ep2，重力势 能 减小 ； ②当物体的重力做负功时，WG<0，即 Ep1<Ep2，重力势 能 增加 ．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
(2)结论 ①重力势能的改变与重力做功有关． ②物体从低处到高处， 重力做负功， 可以理解为克服重 力做正功， 重力势能增加； 物体从高处到低处， 重力做正功， 重力势能减少． ③重力势能的大小与参考平面的选取有关， 而重力势能 变化量的大小与参考平面的选择无关．
水平面水平面重力势能系列丛书系列丛书进入导航1选择不同的参考平面物体的重力势能的数值是的但物体在固定的两个位置的重力势能的差值与选择的参考平面2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比在参考平面上具有的重力势能要不同无关重力势能系列丛书系列丛书进入导航3
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
【解析】 根据重力势能的定义式， 以二楼地面为参考 平面：EP＝0J. 以楼外地面为参考平面： EP＝mgh＝20×10×5J＝1×103J. 以二楼地面为参考平面： ΔEP＝EP2－EP1＝mgh1－0＝20×10×1J＝200J.
人教版· 物理· 必修2
系列丛书
2．重力做功与重力势能改变量的关系
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
(1)重力做功与重力势能的改变 如图所示， 质量为 m 的物体自高度为 h1 处的 A 点落到 高度为 h2 处的 B 点． 重力做功：WG＝mg(h1－h2)＝mgΔh， 物体的重力势能由在 A 处的 EpA＝mgh1 变为在 B 处的 EpB＝mgh2，重力势能的变化量 ΔEp ＝ΔEpB－ΔEpA ＝mgh2 －mgh1＝－mgΔh，可见 WG＝－ΔEp.
系列丛书
第七章
机械能守恒定律
第七章
机械能守恒定律
进入导航
系列丛书
4
课前自主学习
重力势能
自学效果检测
课堂讲练互动
课时作业
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
课 前 自 主 学 习
课 前 预 习 · ·· ··· ·· ··· ····· ··夯 实 基 础 · ·· ·· ··· ·· · ··· ·· · · · · ·· ·
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
(2)重力做功的表达式：WG＝mgh1－mgh2＝mgΔh. (3)重力做功的特点：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．功的大小等于物体的重力与竖直方向上位移的乘积．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
【例 1】 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
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
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
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
三、重力势能的相对性和系统性 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 . 2．参考平面的选取：选择哪一个水平面作参考平面， 要根据具体情况而定，一般以解决问题方便为原则．
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
1．下面说法中正确的是(
)
A．地面上的物体重力势能一定为零 B．质量大的物体重力势能一定大 C．不同的物体离地面最高的物体其重力势能最大 D．离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零
人教版· 物理· 必修2
进入导航
4
重力势能
系列丛书
解析： 重力势能的大小与参考平面的选取有关． 在参考 平面处，任何物体的重力势能均为零．
乙
甲
，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 Ep1、Ep2，则有(
A．Ep1>Ep2 C．Ep1＝Ep2
人教版· 物理· 必修2
B．Ep1<Ep2 D．无法判断
进入导航
4
重力势能
系列丛书
解析：取桌面为零势能面，则 Ep1＝0，物体乙在桌面 以下，Ep2<0，故 Ep1>Ep2，故 A 项正确．