第七章第四节重力
人教版 物理必修2第七章 第四节 重力势能GP-energy
三、重力做的功与重力势能的关系
WG = EP1 − E P 2
= −( EP 2 − EP1 ) = −∆E P
结论： 结论： 当物体由高处运动到低处 高处运动到低处时 重力做正功 ①当物体由高处运动到低处时，重力做正功 ），重力势能减少（ 重力势能减少 （WG > 0），重力势能减少（ EP1 > E P 2 ）； 当物体由低处运动到高处 低处运动到高处时 重力做负功 ②当物体由低处运动到高处时，重力做负功 ），重力势能增加（ 重力势能增加 （WG < 0），重力势能增加（ E P1 < E P 2 ）。
下列关于重力势能的说法， 2．下列关于重力势能的说法，正确的是 AB
A．重力做功只跟物体所处的初末位置有关，与 ．重力做功只跟物体所处的初末位置有关， 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 ．重力势能的变化，只跟重力做功有关， 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 ．重力势能是矢量，在地球表面以上为正， 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 ．
二、重力势能
E P = mgh
物体的重力势能等于它所受重力与所处高度 的乘积。 的乘积。 重力势能是机械能的一种具体形式。 重力势能是机械能的一种具体形式。 关于重力势能的几点说明： 关于重力势能的几点说明： 重力势能的几点说明
①重力势能是标量，单位是焦耳 重力势能是标量，单位是焦耳——J。 标量 焦耳 。 ②重力势能的大小依赖于参考面，因此，具有相 重力势能的大小依赖于参考面，因此，具有相 对性，是个不定值！ 对性，是个不定值！ ③物体在参考面之上，其重力势能为正值；在参 物体在参考面之上 其重力势能为正值； 正值 考面之下 其重力势能为负值 在参考面上， 负值； 考面之下，其重力势能为负值；在参考面上，其 重力势能为零。 重力势能为零。 ④比较重力势能的大小，要考虑正负，并且必须选 比较重力势能的大小，要考虑正负，并且必须选 择同一个参考面！ 择同一个参考面！ ⑤重力势能是物体和地球组成的“系统”所共有的！ 重力势能是物体和地球组成的“系统” 共有的！ ⑥
4重力势能
重 力 势 能 的 相 对 性
h
EPA=2mgh A
h
EPA=0 A
h
EPA=-mgh A
h
h 重力势能的变化量△Ep＝ EPB=0 B
EPB－EPAh＝-2mgh
h EPB=-3mgh B
h
h
EPB=-2mgh B
重力势能具有相对性，为了比较势能的大小， 重力势能具有相对性，为了比较势能的大小，应 相对性 同一个参考面 参考面， 选同一个参考面，处在参考面的物体的重力势能 参考面上方的物体的重力势能是正 上方的物体的重力势能是 为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参 下方的物体的重力是 重力势能是“ 考面下方的物体的重力是负 考面下方的物体的重力是负数。重力势能是“地 球和物体”这个系统共有的。 球和物体”这个系统共有的。
WG = Ep1 - Ep2
重力做功W 重力做功WG 重力势能E 重力势能EP (正、负） （增加、减少） 增加、减少） 重力做功和重力 势能变化的关系
物体克服重力做 的功等于 等于重力势 的功等于重力势 能的增加 重力做的功等于 重力做的功等于 重力势能的减少
物体 上升 物体 下降
负
增加
正
减少
14
当然不能， 当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功的实际情况 当摩擦力对物体做功时， ．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 为什么? 在呢 为什么 不行，摩擦力做功与路径有关。 不行，摩擦力做功与路径有关。
• 小明从五楼的窗户上跳下来为何平安无事？ 小明从五楼的窗户上跳下来为何平安无事？ • 答：跳到室内的地板上， 跳到室内的地板上，
那么重力势能是谁具有的呢?
重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有 而不是地球上某一个物体单独具有的。 的，而不是地球上某一个物体单独具有的。
第七章 第四节 重力势能
重力势能
1.如图中的几个斜面，它们的高度相同、倾角不同．让质量相同的物体沿斜面从顶端运动到底端．试根据功的定义式计算沿不同斜面运动时重力做的功，以证明这个功与斜面的倾角无关．
2.如图，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．（1）足球由位置l运动到位置2时，重力做了多少功？足球克服重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？足球重力势能减少了多少？（3）足球由位置1运动到位置3时，重力做了多少功？足球重力势能变化了多少？
3.图，质量m= 0.5 kg的小球，从桌面以上高h1=1.2 m 的A点下落到地面的B点，桌面高h2= 0.8 m．（g
= 10 m/s2）
（1）在表格的空白处按要求填入数据
（2）如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？
4.以下说法是否正确？如果正确，说出一种可能的实际情况；如果不正确，说明这种说
法为什么错．
[ ] A．物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J B．物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J C．物体运动，重力做的功是－1J，但物体重力势能的增加量不是1J
D．没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，克服重力做的功是1J，有摩擦时物体由A 沿曲线运动到B，克服重力做的功大于1J。
第七章第四节重力
《7.4重力》教案
兴国六中邱欣伟
【教学目标】
1. 知识与技能
(1) 通过观察分析日常生活的现象，知道重力是由于地球的吸引而产生的，培养学生观察、思维、联系生活实际等能力；
(2) 知道重力的方向、重心，并学会找规则物体的重心；
(3) 通过实验探究，理解重力与质量的正比关系，有初步的信息处理能力和初步的分析概括能力；
(4) 能用公式 G = mg 计算有关的问题。
2. 过程与方法
(1) 通过参与探究活动，让学生学会制定简单的科学探究计划，能利用表格的形式收集实验数据；
(2) 通过分析实验数据，让学生学会用比值处理数据的方法。
3. 情感态度和价值观
(1) 通过观察和实验，使学生树立以观察和实验的方法来研究物理问题的思想；
(2) 通过联系生活实际，使学生体会到物理知识在生活中的价值；
(3) 通过物理知识与自然、生活现象的关系，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理。
【教学重点】
探究重力与质量的关系
【教学难点】
重力与质量的关系；理解重力的方向和作用点。
【教学过程】。
第七章力第四节重力
泥瓦匠用重 锤线来检查 窗台是否砌 得水平？门 框放得是否 正？
我们用重
锤线来
检查墙壁 上的画是 否挂正？
2. 重心 ——重力在物体上的作用点
学生实验 1.每个学生拿出自己直尺放在食指上并让直尺保持平衡.
G g m
或
G mg
G —— 重力——牛顿（N）
M ——质量——千克（kg）
g 9.8N / kg
g 表示的物理意义是：
质量为1千克的物体，它所受到重力 大小为9.8 N。 注：粗略计算时，可取 g = 10N/kg。
例1：某同学的质量为50kg，他受到的重 力是多少？ 解： Ｇ = mg =50kg x 9.8N/kg =490N
分别用弹簧测力计测量50g、100g、150g、 200g钩码所受的重力。并填在相应表 格内。
（5）分析论证：实验记录表格
次数 质量m（kg） 1 0.05 2 0.1 3 0.15
重力G（N） 重力/质量 即G/m（N/kg）
0.49
9.8
0.98
9.8
1.47
9.8
G/N
4 3 2 1
0.1
重力的方向总是竖直向下
演示实验2
观察当老师用剪刀剪断细线后球在重力的作用下向哪个方向下落， 把铁架台底座一侧轻轻抬起的过程中，细线的方向如何变化
重力方向：竖直向下
竖直向下与垂直向下一样吗？
不一样！
放在斜面上的物体受到的重力方向是哪个？
G
G
正确
错误
G
G
G G
重力方向应用:
第四节重力势能
第 七 章 机 械 能 守 恒 定 律
E p mgh
即物体的重力势能等于它所受到重力与所处高度的乘积． 说明： 单位：焦耳，1J=1N· m h是物体重心到参考平面的高度,所以重力势能具有相对性 重力势能与物体的位置对应所以是一个状态量 重力势能是标量，它的正负表示大小
重力势能
例1 如图所示，桌面高度为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，假设以桌面处为参考 平面，则小球落到地面时瞬间的重力势能为多少？
第 七 章 机 械 能 守 恒 定 律
h
h 重力势能的变化量△ Ep＝ EPB=0 B
EPB－EPAh＝-2mgh
h EPB=-3mgh B
h
h
EPB=-2mgh B
重力势能具有相对性，比较势能的大小，应选同一个参考面， 处在参考面的重力势能为0 ，上方的是正数，下方的是负数。 重力势能变化的不变性
1
hg m
2
重力势能
通过分析我们知道重力做功的特点
重力做功与路径无关，只与初末状态的高度差有关。
第 七 章 机 械 能 守 恒 定 律
“ mgh”是一个具有特殊意义的物理量。 一方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化 而变化，恰与势能的基本特征一致。
重力势能
二、重力势能
我们把物理量mgh叫做物体的重力势能．
第 七 章 机 械 能 守 恒 定 律
H
h
重力势能
例2 一个质量为0.1千克的粉笔擦，放在讲台上，已知讲 台距离地面的高度是1m,粉笔擦的重力势能可能是（） （g=10N/kg）
第 七 章 机 械 能 守 恒 定 律
1J A
0J B
-5J C
高中物理人教版必修二 第七章 第四节 重力势能
重力做的功
假设这个物体沿任一路径由高度是 的起点A，运动到高度是 的终点B， 如图所示
我们把整个路径分成许多很短的间隔
由于每一段都很小，因而都可以近似地看做一 段倾斜的直线。设每段小斜线的高度差分别是
重力做的功
假设这个物体沿任一路径由高度是 的起点A，运动到高度是 的终点B， 如图所示
则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为
物体通过整个路径时重力做的功，等于重力 在每小段上所做的功的代数和，即
重力做的功
重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积
终点高度的乘积
两者之差
与物重跟
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
重力势能的表它随着高度的增加而增加、 随着质量的增加而增加 恰与势能的基本特征一致
同一物体，所处的位置越高，其重力势能就越大
物体质量越大，所处的位置越高，其重力势能就越大 重力势能的表达式应该符合这些特征
另一方面，当物体的高度发生变化时，重力要做功
重力做的功
篮球进篮之后的过程
杠铃被举高的过程
物体下降时重力做正功
物体被举高时重力做负功
因此，认识重力势能不应脱离对重力做功的研究
重力做的功
重力势能
教学目标
认识重力做功与路径无关的特点 理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算 理解重力做功与重力势能的变化的关系 知道重力势能具有相对性 知道重力势能是物体和地球系统所共有的
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
重力势能的系统性和相对性
山体滑坡是一种地质灾害 我们说它的危害很大 为什么？
重力势能
定义： 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
第四节 重力势能
1
C
2．特点：
3．重力做功与高度的关系 如图所示，将质量m的重物重A位置沿曲线运动到B位置， A位置高度为h1，B位置高度为h2，计算重物从A运动到B的 过程中重力做的功。 A 解析：用分割求和的方 法可求出重力做的功： WG＝mgh1－mgh2 4．重力与高度的乘积mgh的意义 B h2
mg
h1
例题与练习：
例1．关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是 （ ABD ） 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．地球上一个物体的重力势能都有一个确定值 D．重力做功的多少与参考平面的选取无关
例2．一根均匀的直棒平放在地面，将它竖直立起的过程中 O点不滑动，若棒的质量为m，棒长为L，则棒被竖直立起时 外力做功至少为 ，重力做功为 ， 物体克服重力做的功为 ，棒的重力势能增加 了 ，外力作用点越靠近右端时用的力 ， 但做的功 。
二、重力势能 1.回顾势能的定义： 2.对mgh的分析： （1）相互作用—— （2）相互作用的物体—— （3）与位置有关—— （4）结论mgh与势能的基本特征一致 3．重力势能 （1）重力势能的表达式：Ep＝mgh （2）重力势能是标量，但有正负（想一想：正负表示什么 意义），单位为J。 （3）重力势能与重力做功的关系式：WG＝Ep1－Ep2 或WG＝－ΔEp 注意：符号的意义。
（4）重力势能的变化与重力做功正负的关系
4．重力势能的效果 例子：动画
三、重力势能的相对性 1．高度的相对性 取不同的水平面，同一个物体的高度不同。
2．高度的相对性导致重力 势能的相对性 取不同的参考面（零势能 面），同一物体的重力势能 的值不同。 3．参考面（零势能面）的 选择可视研究问题的方便而 定，通常选择地面为参考面。
必修二第七章第四节《重力势能》
重力做功与物体运动的路径无关，只
物体的初末位置高度差有关。
WG = mg△h m g h 1 m g h 2
演示实验二：探究重力做功的特点
mgh
二、重力势能
1.表达式：
Ep=mgh
2.在国际单位制中的单位：焦耳(J) 3.重力势能是状态量
讨论mg
4.重力势能的系统性
Ep=mgh
重力势能是地球和物体所组成的 “系统”所共有的,而不是地球上的物体 单独具有的。
7.4
重力势能
兰州二中
张婷
黄 山 景 观 一 线 天
——
重力势能
物体由于被举高而具有的能叫 重力势能。
重力势能和哪些因素有关？
质量 高度
演示实验一：重力小车
控制变量法
探究得到的结论：
1、高度一定时 ，质量 越大，重力势能越大
2、质量一定时，高度 越高，重力势能越大
如何定量表示重力 势能的大小呢？
B
10J
0
-10J
10J
有关 EP与参考面的选择________ 无关 对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择____
小
一、重力做功的特点：
结:
与路径无关，只与物体初末位置的高度差有关 二、重力势能
E P m gh
三、重力做功与重力势能变化的关系：
WG E P 1 E P 2 E P
平常所说的“物体”的重力势能, 只是 一种习惯简化的说法。
讨论h
Ep=mgh
高度具有相对性
问题：如何确定物体的高度？
天花板 h2
5.重力势能的相对性
参考平面（零势能面） 1、在参考平面上的物体
m
h1 地面
4 第七章 第4节 重力势能
第七章 机械能守恒定律
提示：由于 A、B 两管横截面积相等，液体是不可压缩的，所以 B 管中液面下降的高度和 A 管中液面上升的高度相同，液面最终 静止在初始状态 A 管液面上方12h 处．
栏目 导引
第七章 机械能守恒定律
因为物体的重力势能变化与过程无关，只与初、末状态的位置有
关，所以可以将过程简化，视为将 B 管中12h 高的液柱移动到 A 管中，达到液体最终静止的状态，而其他的液体的位置没有变化， 对应的重力势能也没有变化，全部液体重力势能的变化，就是 B 管上部12h 高的液柱重力势能的减少．不难看出，B 管中重力势能 变化的液柱其重心的高度减少了Δ h＝12h，它的重力 mg＝12hSρg， 所以全部液体重力势能减少了|Δ Ep|＝mgΔ h＝12hSρg12h＝ 14h2ρgS，减少的重力势能全部转化为系统的内能． 答案：见解析
栏目 导引
第七章 机械能守恒定律
二、重力势能 1．大小：等于物体所受重力与所处___高__度______的乘积，Ep＝ __m__g_h______． 2．标矢性：重力势能是标量． 3．重力做功与重力势能变化的关系：WG＝__E__p1_－__E_p_2__．
栏目 导引
第七章 机械能守恒定律
三、重力势能的相对性 物体的高度 h 总是相对于某一水平面来说的，实际上是把这个水 平面的高度取做 0．因此，物体的重力势能也总是相对于某一水 平面来说的，这个水平面叫做参考平面．在参考平面内，物体的 重力势能取做 0． 四、势能是系统所共有的 重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互 作用力．
栏目 导引
第七章 机械能守恒定律
上式也可以写成 WG＝Ep1－Ep2＝－Δ Ep．可见，重力势能的改变 量Δ Ep 只与重力做功 WG 有关，跟物体做什么运动以及是否同时 还有其他作用力(如牵引力、阻力等)的存在无关，即 WG＝ －Δ Ep．也就是说，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；克服重力做功时，重力势能增加，增加 的重力势能等于克服重力所做的功．
第七章 第四节 重力势能
B
)
即时应用(即时突破，小试牛刀) 2．下列关于重力势能的说法中正确的是(
D
)
A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小 也随之确定 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变化到－3 J，重 力势能变小了
(5).重力势能的相对性:
由于高度具有相对性 , 所以重力势能也
具有相对性. 高度的相对性不影响对相关重力势能 的问题的研究,因为高度差是一定的.
参 考 平 面
选定某一个水平面,并把这个水平面的 高度定为零,则物体在该平面上的重力 势能为零.(又称零势面)
对选定的参考平面而言, 在参考平面上方的物体， 高度是正值，重力势能也 是正值；在参考平面下方 的物体，高度是负值，重 力势能也是负值.物体具 有负的重力势能，表示物 体在该位置具有的重力势 能比在参考平面上具有的 重力势能要小.
下落过程 小球重力 势能变化
6J 10J
-4J
0
10J 10J
-10J -10J
选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，WG和△EP与参考平面的选择无关
B
20
三、重力做功与重力势能变化的关系
1、重力做正功，重力势能减少， 重力做负功，重力势能增加
2、重力做的功等于重力势能的减少量
打 桩 机 工 作 现 场
“和平号”空间站残片
水电站
（1）俄罗斯“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧 时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？（2）打桩机 的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里? （3）水力发电站 为什么要修那么高的大坝？（4）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7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？ 以上问题的根本原因都在于
第七章 第四节 重力势能
二.重力势能
1.概念：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。 概念：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。 概念 重力势能大小： 2 .重力势能大小：等于它所受重力与所处高度的乘积。 重力势能大小 等于它所受重力与所处高度的乘积。 表达式： 表达式：
Ep=mgh
3.单位：国际单位制中，焦耳(J)。 单位：国际单位制中，焦耳 。 单位 4.重力势能是标量，状态量。 重力势能是标量，状态量。 重力势能是标量
( 不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动 还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重 力做的功就相同。)
即：WG = mg∆h 可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化。 可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化。在物 理学中， mgh”是一个有特殊意义的物理量。 理学中， “mgh”是一个有特殊意义的物理量。 这 个物理量就是表示物体的重力势能。 个物理量就是表示物体的重力势能。
课上练习
2.质量为 的小球，从离桌面 高处由静止下落， 质量为m的小球 从离桌面H高处由静止下落 的小球， 高处由静止下落，
桌面离地面的高度为h，如图所示， 桌面离地面的高度为 ，如图所示，若以桌面为参 考平面， 考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程 中重力势能的变化分别是( 中重力势能的变化分别是 D)
三、重力做功与重力势能变化的关系
1、WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2 重力做的功等于重力势能的减少量 2、如果重力做正功，重力势能减少，减少的 如果重力做正功，重力势能减少， 正功 减少 重力势能等于重力对物体做的功 等于重力对物体做的 重力势能等于重力对物体做的功 如果重力做负功，重力势能增加， 如果重力做负功，重力势能增加，增加的重 负功 增加 力势能等于物体克服重力做的功 力势能等于物体克服重力做的功 等于物体克服重力做的
物理必修二第七章第四节重力势能公式-重力势能计算公式
物理必修二第七章第四节重力势能公式:重力势能计算公式重力势能是物体和地球所共有，是高中物理必修二重点知识，下面是小编给大家带来的物理必修二第七章第四节重力势能公式，希望对你有帮助。
物理必修二重力势能公式(1)定义:物体由于被举高而具有的能量.用Ep表示表达式Ep=mgh是标量单位:焦耳(J)(2)重力做功和重力势能的关系W重=-ΔEp重力势能的变化由重力做功来量度(3)重力做功的特点:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面重力势能的变化是绝对的,和参考平面无关(4)弹性势能:物体由于形变而具有的能量弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关弹性势能的变化由弹力做功来量度高中物理学习方法复习有的同学课后总是急着去完成作业，结果是一边做作业，一边翻课本、笔记。
而在这里我要强调我们首先要做的不是做作业，而应该静下心来将当天课堂上所学的内容进行认真思考、回顾，在此基础上再去完成作业会起到事半功倍的效果。
复习的方法我们可以分成以下两个步骤进行：首先不看课本、笔记，对知识进行尝试回忆，这样可以强化我们对知识的记忆。
之后我们再钻研课本、整理笔记，对知识进行梳理，从而使对知识的掌握形成系统。
作业在复习的基础上，我们再做作业。
在这里，我们要纠正一个错误的概念：完成作业是完成老师布置的任务。
我们在课后安排作业的目的有两个：一是巩固课堂所学的内容;二是运用课上所学来解决一些具体的实际问题。
明确这两点是重要的，这就要求我们在做作业时，一方面应该认真对待，独立完成，另一方面就是要积极思考，看知识是如何运用的，注意对知识进行总结。
我们应时刻记着我们做题的目的是提高对知识掌握水平，切忌为了做题而做题。
质疑在以上几个环节的学习中，我们必然会产生疑难问题和解题错误。
及时消灭这些学习中的拦路虎对我们的学习有着重要的影响。
有的同学不注意及时解决学习过程中的疑难问题，对错误也不及时纠正，其结果是越积越多，形成恶性循环，导致学习无法有效地进行下去。
【课件1】第七章第4节 重力势能
2.重力做功与重力势能的变化关系 重力势能的变化只取决于物体的重力所做功的情况，且 重力做的功等于重力势能的减少，即WG＝Ep1－Ep2，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．
重力做功实现了重力势能的改变过程，重力做功量度了 重力势能改变的多少．
【特别提醒】重力做功的数值与重力势能的减少数值相 等，即WG＝mgh＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.其中，ΔEp为重力势能 变化量(即重力势能增量)．
答案：A
误区：不理解重力做功与重力势能关系导致错误 【典型例题】 升降机中有一质量为m的物体，当升降机
以加速度a匀加速上升高度h时，物体增加的重力势能为
A．mgh C．mah B．mgh＋mah D．mgh－mah
【尝试解答】重力势能的改变量只与物体重力做功有 关，而与其他力的功无关．物体上升h过程中，物体克服重
G 1 2
②当物体由低处运动到高处时，重力做负功， 重力势能增大 做 ，即WG＜0，Ep1＜Ep2.重力做负功也叫 克服重力做功 ．
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 参考平面 而 言 的．(该平面常称为零势面) 2．系统性：重力势能是 地球和物体 所组成的系统所共
有的．
(4)利用重力做功和重力势能改变的关系求解．
【针对训练】 2.如图所示，质量为m的小球，从离桌面 H高处由静止下落，桌面离地高度为h.若以桌面为参考平 面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变
化分别是(
A．mgh B．mgh
)
减少mg(H－h) 增加mg(H＋h) 增加mg(H－h) 减少mg(H＋h)
第四节
重力势能
1．认识重力做功与路径无关的特点．
第七章第四节 重力势能
栏目 导引
第七章
机械能守恒定律
二、重力势能 自研教材 被举高 1．定义：物体由于_________而具有的能量．
重力 高度 2．大小：物体的重力势能等于它所受_______与所处_____ Ep＝mgh 的乘积，表达式为____________.
焦耳 3．单位：________，与功的单位相同． 4．重力做功与重力势能变化的关系
相同． 体在某固定的两点间的重力势能的差值______
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第七章
机械能守恒定律
②参考平面上方的物体重力势能为_____值，下方的物体重 正 负 力势能为_____值，负号表示物体在这个位置具有的重力势
少． 能比在参考平面上具有的_______
特别提醒：选择哪一个面为参考平面，要根据具体情况而 定，一般是以解决问题方便为原则． 2．系统性 地球 物体 重力势能是_______与______所组成的“系统”所共有的，
第七章
机械能守恒定律
第四节
重力势能
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第七章
机械能守恒定律
学习目标
1.理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法，知道重力
势能的相对性．
2．知道重力做功和重力势能的改变的关系． 3．理解重力做功与路径无关的特点．
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第七章
机械能守恒定律
新知初探自主学习
一、重力做的功 自主探究
重力做功的特点
表达式：WG＝Ep1－Ep2.
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第七章
机械能守恒定律
正 (1)当物体从高处运动到低处时，重力做______功，重力 减小 势能______，即WG>0，Ep1>Ep2. 负 (2)当物体由低处运动到高处时，重力做______功，重力 增加 势能_______，即W <0，E <E .重力做负功也叫做
第七章第四节重力
1.重心——重力在物体上的作用点 2.如何寻找物体的重心？
（1）、 质地均匀、外形规则的物体的重
心，在它的几何中心上。
（2）、质量不均匀、外形不规则物体的重心 可以用悬挂法确定．
眼看世界
世界第一高塔——哈利法塔
世界第一钢铁高塔——埃菲尔铁塔
如何提高物体的稳定度？
1、降低重心
2、增大支撑面
学习日记
一、重力 1、由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。 2、重力的施力物体是地球 二、重力的大小 1、物体所受的重力跟它的质量成正比。 2、关系式：G=mg （g=9.8N/kg） 三、重力的方向总是竖直向下的。 四、重力的作用点：重心
制作简易不倒小木偶
把质量均为50g的4个钩码，逐个增加，挂在弹簧 测力计下，并记下示数。
实验表格：
物重跟质量的比值 研究 钩码 质量(m/kg) 物重(G/N) 对象 只数 g/(N· -1) kg 1 0.05 0.1 0.15 0.2 2 3 4
钩码
讨论交流：
得出结论：
1 、物体的重力跟质量的比值约等于
10N/kg 。
1. 由于地球的吸引而使物体受到的 力叫做重力(Gravity)。
2.用字母G表示重力
3.地面上的一切物体都受到地球的吸 引。
•重力的施力物体是什么？ 重力的施力物体是地球 •重力的受力物体是什么？ 重力的受力物体是地面附近的一切物体
探究物体所受重力大小与哪些因素有关？
猜想： 物体所受重力大小可能与物体的质量有关。 器材： 弹簧测力计、钩码 实验步骤：
观察与思考：
泥瓦匠用什么来检查墙是否砌得竖直？
结论：用重垂线
因为在一根线下挂重物时，重物静止后，在重力的 作用下，悬线下垂的方向跟重力的方向一致。
7.4 重力势能
课堂小结
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.物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．
Ep=mgh
(1)重力势能是标量，单位是焦耳（J） (2)重力势能是相对的,重力势能的变化是绝对的 (3)势能是系统的共有的 3.重力做正功,重力势能减少；重力做负功,重 力势能增加。重力做功与重力势能的变化在数 值上是相等的，即： WG=EP1-EP2
第七章 机械能守恒定律
第四节 重力势能
学习目标
1.知道重力做功与路径无关的特点．理解重力 势能的概念． 2．理解重力做功与重力势能变化的关系． 3．知道重力势能具有相对性，知道重力势能 是物体和地球系统所共有的．
ห้องสมุดไป่ตู้
知识回顾：
初中学习过：
什么是重力势能？
一.重力做功: 思考：设一个质量为m的物体，沿三种不同路径从 高度是h1的位置，向下运动到高度为h2的位置，重 力做功各为多少？
2.表达式：
WG＝mgh＝mg(h1－h2)， 其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度．
⑴ 重力做功的大小由重力大小和重力方向上位 移的大小即高度差决定，与其他因素无关.
⑵ 只要起点和终点的位置相同，不论沿着什么 路径由起点到终点，重力所做的功相同．
【例1】某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心 将手中的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B 点，高度标记如图所示，则下列说法正确的是 ( D ) A．从A到B的曲线轨迹长度不 知道，无法求出此过程中重力 做的功 B．从A到B过程中阻力大小不 知道，无法求出此过程中重力 做的功 C．从A到B重力做功mg(H＋h) D．从A到B重力做功mgH
WG mgh mgh1 mgh2
第四节重力势能
第七章第4节1.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解析：重力做功与路径无关，取决于初末位置高度差h，W G＝mgh，m、h相同，故选D.答案：D2．物体在运动过程中，克服重力做的功为50 J，则( )A．重力做功为50 JB．物体的重力势能一定增加了50 JC．物体的动能一定减少50 JD．重力做了50 J的负功解析：物体克服重力做功，说明重力做负功，选项A错，选项D对．克服重力做多少功，重力势能就增加多少，选项B对．本题中机械能不一定守恒，动能不一定减少50 J，所以选项C错．答案：BD3．质量为m的物体从地面上方H高处由静止释放，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．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 )解析：从初位置到末位置小球的高度下降了H ＋h ，所以物体的重力做功为W G ＝mg (H ＋h )，故A 错，B 正确；重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功，所以ΔE p ＝mg (H ＋h )，故C 正确，D 错误．答案：BC4．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.mg 2t 2sin αB.mg 2t 21212C ．mg 2t 2D.mg 2t 2sin 2α12解析：物体沿斜面加速下滑，下滑长度L ＝gt 2sin α，下滑高度h ＝L sin α＝gt 2sin 2 α，所以1212重力势能减少mgh ＝mg 2t 2sin 2α.12答案：D5．在离地80 m 处无初速释放一小球，小球质量为m ＝200 g ，不计空气阻力，g 取10 m/s 2，取最高点所在水平面为零势能参考平面．求：(1)在第2 s 末小球的重力势能；(2)在第3 s 内重力所做的功及重力势能的变化．解析：(1)在第2 s 末小球所处的高度为：h ＝－gt 2＝－×10×22 m ＝－20 m1212重力势能为：E p ＝mgh ＝0.2×10×(－20)J ＝－40 J.(2)在第3 s 末小球所处的高度为h ′＝－ gt ′2＝－×10×32 m ＝－45 m.1212第3 s 内重力做功为：W G ＝mg (h －h ′)＝0.2×10×(－20＋45) J ＝50 J W G >0，所以小球的重力势能减少，且减少了50 J.答案：(1)－40 J (2)50 J 减少了50 J(时间：45分钟 满分：60分)难易度及题号知识点及角度基础中档稍难重力做功特点2、4重力势能1、96、7重力做功与重力势能变化关系3、58、10一、选择题(共8个小题，每题5分，共40分)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解析：重力势能是由物体和地球的相对位置所决定的，是地球和物体所共有的，A、B正确；由于重力势能的大小与零势能面的选取有关，所以重力势能等于零，不等于没有对外做功的本领，C错误；只有选地面为零势能面时，地面上的物体的重力势能才为零，否则不为零，D 错误．答案：AB2．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解析：重力做功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)它的重力势能必增加多少．答案：D3．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解析：重力对物体做正功，则物体的重力势能减小，做的功越多，重力势能减少越多，选项A对．物体克服重力做功，物体重力势能增加，选项B错，选项D对．重力对物体不做功，重力势能不变，但不一定为零，选项C错．答案：AD4．质量为50 kg、高为1.8 m的跳高运动员，背越式跳过2 m高的横杆而平落在高50 cm的垫子上，整个过程中重力对人做的功大约为( )A．1 000 J B．750 JC．650 J D．200 J解析：要考虑运动员重心的变化高度，起跳时站立，离地面0.9 m，平落在50 cm的垫子上，重心下落了约0.4 m，重力做功W G＝mgh＝200 J.答案：D5．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解析：无论在什么情况下，阻力一定做负功，A对．加速下降时合力向下，减速下降时合力向上，B错．系统下降，重力做正功，所以它的重力势能减少，C错．由于系统做变速运动，系统在相等时间内下落的高度不同，所以重力做功不同，D错．答案：A6．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 ．mgB.(L 0－mgk )m 2g 2k C ．mgL 0D ．mg (h ＋L 0)解析：当mg ＝kx 0时，x 0＝，小球速度最大．此时小球的重力势能为E p ＝mg (L 0－x 0)mgk ＝mg.(L 0－mgk )答案：A7．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( )解析：若下落高度为h ，则h ＝，v 22g 减少的重力势能为mgh ＝mg ＝mv 2，v 22g 12相对于地面的重力势能为E p ＝mgh 0－mgh ＝mgh 0－mv 2，12式中h 0为起始高度，即E p 与v 的关系图象为抛物线的一部分，故C 正确．答案：C8．一根粗细均匀的长直铁棒重600 N ，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300 JB ．铁棒的重力势能增加了150 JC ．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，所以无法确定解析：铁棒的重心升高的高度h ＝0.25 m ，铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功，与参考平面选取无关，即ΔE p ＝mgh ＝600×0.25 J ＝150 J ，故B 正确．答案：B二、非选择题(共2个小题，每题10分，共20分)9.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14链条刚好滑离桌面过程中重力势能变化了多少？解析：设桌面为参考平面，开始时重力势能E p 1＝－mg ×＝－.14L8mgL32末态时重力势能E p 2＝－mg ×＝－.L2mgL 2故重力势能变化ΔE p ＝E p 2－E p 1＝－mgL .1532答案：减小mgL153210．起重机以的加速度，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g4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)解析：由物体运动的加速度，据牛顿第二定律可确定物体所受的合力及钢索对物体的拉力．再由功的定义式及重力做功与重力势能的变化关系求解．由题意可知起重机的加速度a ＝，物体上升高度h .g4根据牛顿第二定律得mg －F ＝ma ，F ＝mg －ma ＝mg －m ＝mg ，方向竖直向上．g 434所以拉力做功W F ＝Fh cos 0°＝mgh ，34重力做功W G ＝mgh cos180°＝－mgh ，即物体克服重力做功为mgh ，又因为W G ＝E p 1－E p 2＝－mgh ，W G ＜0，E p 1＜E p 2即物体的重力势能增加了mgh .答案：mgh －mgh 增加了mgh34。
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《7.4重力》教案
兴国六中邱欣伟
【教学目标】
1. 知识与技能
(1) 通过观察分析日常生活的现象，知道重力是由于地球的吸引而产生的，培养学生观察、思维、联系生活实际等能力；
(2) 知道重力的方向、重心，并学会找规则物体的重心；
(3) 通过实验探究，理解重力与质量的正比关系，有初步的信息处理能力和初步的分析概括能力；
(4) 能用公式 G = mg 计算有关的问题。
2. 过程与方法
(1) 通过参与探究活动，让学生学会制定简单的科学探究计划，能利用表格的形式收集实验数据；
(2) 通过分析实验数据，让学生学会用比值处理数据的方法。
3. 情感态度和价值观
(1) 通过观察和实验，使学生树立以观察和实验的方法来研究物理问题的思想；
(2) 通过联系生活实际，使学生体会到物理知识在生活中的价值；
(3) 通过物理知识与自然、生活现象的关系，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理。
【教学重点】
探究重力与质量的关系
【教学难点】
重力与质量的关系；理解重力的方向和作用点。
【教学过程】。