浙江省台州市临海市第六中学高中物理必修二74《重力势能》导学案
新课标高中物理7.4《重力势能》导学案人教版必修二
7.4 重力势能新课导航一、重力的功根据功的有关知识,写出在甲、乙、丙三种情况下,物体从A 运动到C 点的过程中,重力做的功。
图甲是物体由A 做自由落体到B ,再水平运动到C ;图乙是物体沿斜面由A 滑到C ;图丙是物体沿曲面由A 滑到C 。
重力做功的大小可以写成: 。
从以上三个过程的做功情况可以得到重力做功的特点: 。
二、重力势能相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能量,称为势能。
mgh 这个物理量具有特殊的物理意义,一方面与重力做功有关(相互作用),又随高度的变化而变化(凭借其相对位置),具有了势能的特征。
物理学中,把物理量mgh 叫做物体的重力势能,用E p 表示。
即 E p =mgh与其它形式的能量一样,重力势能是标量,其单位与功的单位相同,在国际单位制中是焦耳,符号J 。
1 J=1 kg ·m ·s -2·m=1 N ·m有了重力势能的表达式,重力做功与重力势能的关系可以写成21P P G E E W -=其中E P1=mgh 1表示物体有初位置的重力势能,E P2=mgh 2表示物体在末位置的重力势能。
初状态与末状态的差可称为减少量,上述关系可表述这重力做的功等于物体重力势能的减少量。
(末状态与初状态的差可称为变化量,上式可变为P P P G E E E W ∆-=--=)(12)当物体从高处运动到低处时,重力做 功,重力势能 ,即0>G W ,21P P E E >,重力势能减少的量等于重力所做的功。
当物体从低处运动到高处时,重力做 功(物体克服重力做功),重力势能 ,即0<G W ,21P P E E <,重力势能增加的量等于物体克服重力做的功。
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。
零势参考平面是研究重力势能时,选取的一个参考平面,在参考平面内物体的重力势能为零。
人教版高中物理必修2第七章第4重力势能(教案+学案)
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。
物理必修二重力势能获奖导学案
§7.4《重力势能》导学案
【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.
【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.
【知识链接】回忆功的概念、物理意义、表达式、单位、矢量性
【学习过程】
一、重力的功(认真阅读p59教材并结合图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)
1、图7.4—1中W G=
2、图7.4—2中W G=
3、比较第一、二问题中所求出重力做的功是否相等?
4、图7.4—3中重力做的功和前两个是否相等呢?如何求?(提示:用微元法)
5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?
二、重力势能(认真阅读教材60页“重力势能”一段,回答下面几个问题).
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?
2、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?
3、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?
4、重力势能与重力做功的关系是什么呢?。
人教版高中物理必修2第七章 机械能守恒定律4. 重力势能导学案(1)
新人教版高中物理必修二 同步学案第七章 机械能守恒定律第四节 重力势能【学习目标】一、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.4.了解弹性势能.二、能力目标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形象.三、德育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.【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【学习课时】1课时【探究学习】用投影片出示本节课的学习目标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.知道重力势能的相对性.4.了解弹性势能.学习目标完成过程:一、复习导入教师: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:因为重锤具有重力势能.教师:那么什么是重力势能?学生:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.演示实验: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.学生回答观察到的现象: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?板书课题:重力势能二、新课教学(一)重力势能1.教师举例把一个质量为m的物体竖直向上抛出,在它上升和下落的过程中,重力分别做什么功?重力势能如何变化?学生:上升过程中,物体克服重力做功(重力做负功).物体的重力势能增大.下落过程中,重力做正功,物体的重力势能减小.教师:前边我们学过了功和能之间的关系,我们知道力对物体做了多少功,物体的能量就将变化多少,那么同学们认为重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?学生:重力所做的功等于物体重力势能的变化.2.上边我们定性分析了重力所做的功等于物体重力势能的变化,下边我们再来分析一个例子:①用投影片出示问题:质量为m的物体从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点,重力所做的功为多少?②学生求解得到:重力所做的功为:W G=mgΔh=mg(h1-h2)③教师:前边我们结合功和能的关系分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化,而我们经过推导又得到重力所做的功等于mgh这个量的变化,所以在物理学中就用mgh这个式子来表示物体的重力势能.板书:EP=mghEP物体的重力势能焦(J)m→物体的质量千克(kg)g→重力加速度→(米每二次方秒)s2/mh→物体的高度→米(m)④推导重力势能的单位:∵1kg·m/s2·m=1N·m=1J∴重力势能的单位是焦耳,并把上述板书补充完整.⑤重力势能是标量3.据重力做功与重力势能变化之间的关系进行讨论:①教师:我们用来表示物体在初位置的重力势能,用来表示物体在末位置的重力势能,则②学生讨论得到:当物体由高处运动到低处时,h1>h2,WG>0∴当物体由低处运动到高处时,h1<h2,WG<0∴③教师总结: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.物体克服重力做功(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.4.讨论:如图所示,物体从高为h1处运动到高为h2处,运动的路径有无数条,讨论在这些运动过程中,重力所做的功是否相同.学生:重力所做的功相同,因为重力所做的功等于重力势能的减少量,而重力势能的减少量mg(h1-h2)是一定的.教师:由此得到:重力所做的功只跟物体初位置的高度h1和末位置的高度h2有关,跟物体运动的路径无关.(二)重力势能的相对性教师:有一个物体放在三楼顶,每层楼高h,则该物体的重力势能为多大?学生:3mgh;mgh;2mgh.教师:同一个物体的重力势能,为什么会有三个不同的值呢?学生:是由于所选高度的起点不同而造成的.教师:我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面,第一位同学以一楼地面为参考水平面得到物体的重力势能为3mgh,第二位同学是以三楼地面为参考平面,则物体的重力势能为mgh,同理第三位同学是以二楼地面作为参考平面,得到的重力势能为2mgh.板书:①参考平面的选取是任意的.②选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的.③通常选地面为参考平面.(三)弹性势能1.演示装置如图所示:将一弹簧压缩不同程度:观察现象.取一个硬弹簧,一个软弹簧,分别把它们压缩相同程度,观察现象.2.学生叙述实验现象实验一中:当弹簧压缩程度越大时,弹簧把木块推的越远.实验二中:两根等长的软、硬弹簧,压缩相同程度时,硬弹簧把木块弹出的远.3.上述实验中,弹簧被压缩时,要发生形变,在恢复原状时能够对木块做功,我们说弹簧具有能,这种能叫弹性势能.板书:发生形变的物体,在恢复原状时能够对外做功,因而具有能量,这种能量叫做弹性势能.4.教师:同学们能举几个物体具有弹性势能的例子吗?学生:卷紧的发条,被拉伸或压缩的弹簧,拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等.5.教师分析上述各例中弹性势能和形变程度之间的关系,学生总结得到:形变程度越大,弹性势能也越大.6.教师:到现在为止,我们已学习了两种势能:重力势能和弹性势能.对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定,对于弹性势能,其大小由形变程度决定,而形变程度不同,发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化,得到:①势能也叫位能.②势能具有系统性:重力势能是物体和地球组成的系统共有的,弹性势能是物体的各部分所共有的.三、巩固练习【范例精析】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v0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解析由于重力做功与路径无关,只是与初末位置高度差有关,三个小球初末位置高度差相同,所以重力做功都相等,A正确。
第74《重力势能》导学案.doc
高一物理WL—13—02—036第7. 4《重力势能》导学案编写人:沈文炳审核人:高一物理组编写时间:2013-04-11班级:组名:姓名:【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,知道重力势能的相对性和系统性。
3、理解重力做功与重力势能变化的关系。
【知识链接】1、图1是美国内华达州亚利桑那陨石坑。
这个陨石坑是5万年前,一颗直径约为30〜50米的铁质流星撞击地面的结果。
这颗流星重约50万千克、速度达到20千米/秒,爆炸力相当于2000万千克TNT 炸药,超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。
爆炸在地面上产生了一个直径约1245米,平均深度达180米的大坑。
据说,坑中可以安放下20个足球场,四周的看台则能容纳200多万观众。
图1 图2 图32、图2反映的是2002年9月21日上午,俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩,造成至少100人失踪。
3、图3是三峡水电站图片,是利用水的重力势能来发电的。
这些重力势能正在造福人类。
【学习过程】知识点一:与重力势能相关的因素问题1、若天花板上分别挂一钢球和兵乓球,你在下面有什么不同感受?同一钢球从不同高度处落下效果有什么不同?问题2、结合上面的情景和“知识链接”部分的介绍,想一■想:物体的重力势能与哪些因素有关?结论:物体的重力势能可能跟物体的有关。
问题3、分析下列情景中重力势能的变化及重力做功情况。
(1)一物体在做自由落体运动的过程中,物体所处的高度,重力势能,重力做功。
(2)一物体竖直向上抛出,在上升过程中,物体的高度,重力势能,重力做—功。
通过物体下落或上升过程分析,可以发现:物体的高度发生变化,重力要做正功或物体克服重力做功,同时重力势能也会随高度变化而变化,所以我们研究重力势能可以从的角度入手,通过研究来探究重力势能的概念。
知识点二:重力做的功问题4、设一个质量为m的物体,从高度是匕的位置运动到高度是R的位置,试求解下列三种情况下重力做的功。
高中物理导学案人教版必修二:7.4 重力势能(第一课时)
班级:组别:组号: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.【重点】重力势能的概念,重力势能的变化和重力做功的关系【难点】重力势能的系统性、相对性,正负的含义【学习过程】任务一自主学习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。
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。
3、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。
任务二合作探究1、重力做功的特点【例1】如图2,让学生写出几种情况下,物体从A→C,重力做的功:重力功的计算方法:______________________________________________________2、重力做功跟重力势能的关系【例2】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/s2,取最高点所在水平面为零势能参考面.求:(1)在第2 s末小球的重力势能;解析:在第2 s末小球所处的高度为:___________________________________重力势能为:_________________________________________________________E p<0,说明重力势能_____.(2)在第3 s内重力所做的功,重力势能的变化.解析:在第3 s末小球所处的高度为:____________________________________第3 s内重力做功为:________________________________________________W G>0,所以小球的重力势能_______,且减少了_____J.重力势能的计算方法:_____________________________________________________________研究重力势能变化的思路:________________________________________________________3、重力势能的相对性【3】A 点距地面1﹒5m ,B 点距桌面0﹒3m ,桌面距地面1﹒0m ,C 距地面0﹒4m ,小球的小球的质量为2㎏。
高中物理人教版必修二 7.4重力势能(导学案设计)
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。
高中物理人教版必修2导学案系列7.4重力势能 探究学习
第七章机械能守恒定律本章概览本章是动力学的继续和深化,其中涉及到的基本概念有功和功率、动能和势能,基本规律有动能定理、机械能守恒定律等都是力学中至关重要的部分,因此是高中物理的重点,也是高考考查的重点之一.在解决功和功率的分析和计算必须抓准物理实质,建立相关物理模型.对动能定理中的每一个物理量及“=”号的物理意义应非常明确.一定要注意动能定理是一个标量式,所以,我们应用动能定理解决问题只关心初末状态,而不用掌握具体的运动过程.能量转化及守恒思想不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径.同时也是分析电磁学,热学等领域中问题的依据.第4节重力势能●导学天地学法指导前面学到相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能,那么地球跟它周围的物体有相吸引的作用,凭借其相对位置也一定决定了一种形式的势能,这就是重力势能.同时,物体的重力做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,即W G=mgh1-mgh2.我们看到mgh这个量与重力势能的基本特征一致,于是就把它叫做物体的重力势能.理解重力势能的相对性与系统性.理解升华重点、难点、疑点解析1.重力做功的特点重力对于一个物体来说是恒力,根据恒力做功的公式W=Fl可知重力对物体所做的功等于重力的大小与物体在重力的方向上(竖直方向上)移动位移的乘积.如图7-4-1把物体从B 点移到A点,物体的竖直方向上的位移为h1-h2故重力做功为W=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2与物体沿什么路径从B点到A点无关.图7-4-1综上所述:重力做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.对重力势能的理解(1)重力势能具有相对性.重力势能的表达式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的高度.当物体在参考平面之上时,重力势能E p为正值;当物体在参考平面之下时,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比零势能小,这与功的正、负的物理意义是不同的.(2)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.(3)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.(4)势能是物体与地球共有的,没有地球的存在物体谈不上受重力也就不可能具有势能,“物体具有重力势能”是通常的一种不严格的说法.但在理解其含义时必须知道势能是系统共有的.3.重力做功与重力势能变化的关系物体的高度变化时,重力要做功,重力势能的改变与重力做功有关.重力势能的改变只由重力做功引起.如图7-4-2,质量为m的物体,由A点下落到B点,A点高度为h1,B点高度为h2.在这个过程中,重力做功W G=mgh1-mgh2=mgΔh.图7-4-2在这个过程中重力势能的改变量ΔE p=E pB-E pA,所以重力做功和重力势能改变量的关系为W G=-ΔE p.这也正好说明了重力做正功,重力势能减小,而重力做负功,重力势能增加.例题评析应用点一:重力做功的特点例1:如图7-4-3所示,求质量为m的小球在从位置A运动到位置B的过程中重力所做的功.图7-4-3XC解析:由于重力做功与通过的路径无关,只决定于物体的重力mg和物体初末位置的高度差,所以物体由A位置运动到B位置,虽然先运动到地面再回到B高度,但初末位置的高度差是H-h,那么重力做功为W=mg(H-h).答案:mg(H-h)思维总结:重力做功仅由重力和初末位置的高度差决定.误区警示:重力做功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.拓展练习1-1:若小球沿不同的山坡Ⅰ和Ⅱ从A滑到B,如图7-4-4所示,则重力所做的功为()图7-4-4A.沿山坡Ⅰ重力做功大B.沿山坡Ⅱ重力做功大C.沿山坡Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大D.条件不足,不能判断应用点二:重力势能的计算例2:如图7-4-5所示,桌面距地面0.8 m,一物体质量为2 kg,放在距桌面0.4 m 的支架上.(1)以地面为参考平面,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面的过程中,重力势能减少了多少?(2)以桌面为参考平面,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面的过程中,重力势能减少了多少?图7-4-5思路分析:计算重力势能时,应找到参考平面,然后找到物体相对参考平面的高度,由E p=mgh计算.解析:(1)以地面为参考平面,物体的高度h1=1.2 m,因而物体的重力势能为E p1=mgh1=2×9.8×1.2 J=23.52 J物体落至桌面时重力势能为E p2=mgh2=2×9.8×0.8 J=15.68 J物体重力势能的减少量ΔE P=E p1-E p2=7.84 J(2)同理以桌面为参考平面时:E p1′=7.84 J,E p2′=0,故物体落至桌面时重力势能的减少量ΔE p′=7.84 J.答案:(1)23.52 J 重力势能减少量为7.84 J(2)7.84 J 重力势能减少7.84 J思维总结:重力势能的大小具有相对性,与参考平面的选取有关,而重力势能的变化是末状态的重力势能与初状态的重力势能之差.与参考平面的选取无关,是绝对的.拓展练习2-1:如图7-4-6,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()图7-4-6A.mgh 减少mg(H-h)B.mgh 增加mg(H+h)C.-mgh 增加mg(H-h)D.-mgh 减少mg(H+h)应用点三:重力做功和重力势能变化的关系例3:如图7-4-7所示,在水平地面上平铺n块砖,每块砖的质量为m,厚度为h,如将砖一块一块地叠放起来,至少需要做多少功?图7-4-7思路分析:把砖由平放地面上到把它们一块块地叠放起来做的功至少等于砖增加的重力势能,可用整体法和归纳法两种方法求解.解析:法一: 整体法取n 块砖的整体为研究对象,如图7-4-7所示叠放起来后整体重心距地面21nh ,原来距地面2h,故有: W=ΔE p =nmg ·(21nh )-nmg ·(21h ) =21n (n-1)mgh. 法二: 归纳法第1块砖增加的重力势能为0 第2块砖增加的重力势能为mgh 第3块砖增加的重力势能为2mgh第n 块砖增加的重力势能为(n-1)mgh 则n 块砖共增加的重力势能为 ΔE p =mgh [1+2+3+…+(n-1)]=2)1(-n n mgh 即至少需要做的功为2)1(-n n mgh. 答案:2)1(-n n mgh 误区警示:(1)用整体法解题时,初末状态的重心位置距地面高度为2h 和21nh ,而不是h 和nh.(2)用归纳法解题时,第n 块砖增加的重力势能是(n-1)mgh ,而不是nmgh.拓展练习3-1: 一根长2 m ,质量为20 kg 的均匀细铁棒横卧在水平地面上,人若要把它完全竖立起来,人对铁棒所做的功不能少于多少?(g=10 m/s 2)演练广场夯实基础1.关于重力势能的说法正确的有( )A.重力势能只由重物决定B.重力势能不能有负值C.重力势能是相对的D.重力做功时重力势能一定增加2.关于重力势能的理解,下列说法正确的是 ( ) A.重力势能是一个定值B.当重力对物体做正功时,物体的重力势能减少C.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于0D.重力势能是物体和地球共有的,而不是物体单独具有的3.离地面高度相同的两物体甲和乙,已知m 甲>m 乙,则(以地面为参考平面) ( ) A.甲物体的势能大 B.乙物体的势能大C.甲、乙两物体势能相等D.不能判断4.一个实心铁球与一实心木球质量相等,将它们放在同一水平地面上,下列结论中正确的是(选地面为参考平面) ( )A.铁球的重力势能大于木球的重力势能B.铁球的重力势能等于木球的重力势能C.铁球的重力势能小于木球的重力势能D.上述三种情况都有可能 5.下列说法正确的是 ( ) A.重力做正功,重力势能增加 B.重力做负功,重力势能增加C.物体走的路径越长,重力做功越多D.重力势能的改变量与零势能点选取有关6.用绳子吊起质量为m 的物体,使它以加速度a 匀加速升高h ,在此过程中,物体增加的重力势能为 ( )A.mghB.mgh+mahC.m (g-a )hD.mah 7.质量为m 的物体,沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑,下滑t s 重力势能减少量为( )A.21mg 2t 2sin α B.21mg 2t 2 C.mg 2t 2D.21mg 2t 2sin 2 α 8.如图7-4-8所示,一物体从A 点沿粗糙斜面AB 与光滑斜面AC 分别滑到同一水平面上的B 点与C 点,则下列说法中正确的是 ( )图7-4-8A.沿AB 面重力做功多B.沿两个面重力做的功相同C.沿AB 面重力势能减少多D.沿两个面减少的重力势能相同9.一只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 ( )A.重力做功为1.8 JB.重力做了0.55 J 的负功C.物体的重力势能一定减少0.55 JD.物体的重力势能一定增加1.25 J10.关于重力做功和重力势能的变化,下列叙述正确的是 ( ) A.竖直向上抛出的物体,在上升阶段,重力做负功,重力势能减少 B.做自由落体运动的物体,重力势能不断减少 C.做自由落体运动的物体,重力做负功D.只要物体高度降低了,重力势能就减少了 能力提升11.如图7-4-9所示,有一段长1.8 m ,质量为2.4 kg 的链条,放在高1.0 m 的水平桌面上,有31吊在桌面边缘,以地面为零势能参考平面,计算链条的重力势能.(g 取9.8 m/s 2)图7-4-912.如图7-4-10所示,起重机以4g的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?(空气阻力不计)图7-4-1013.如图7-4-11所示,两个底面积都是S 的圆桶,用一根带阀门的很细的管子相连接,放在水平地面上,两桶内均装有密度为ρ的液体,阀门关闭时两桶内液面高度分别为h 1和h 2.现将连接两桶的阀门打开,在两桶液面高度变为相同的过程中重力做了多少功?图7-4-1114.世界著名撑杆跳高运动员,乌克兰名将布勃卡身高1.83 m 体重82 kg ,他曾35次打破撑杆跳高世界纪录,目前仍保持着6.14 m 的世界纪录,请你探究以下两个问题:(1)他最后跳过6.14 m 时,至少克服重力做多少功? (2)他的重力势能改变了多少?(g=10 m/s 2) 拓展阅读为什么有些地方的人爱把重物顶在头上我们在电影和电视中看到,有些地方的人总爱把水罐、萝筐等重物顶在头上,而不喜欢手提肩挑.这样做是不是很危险?难道这里有什么科学道理吗?如果我们仔细分析一下就会发现,把重物顶在头上走路,确实比手提肩挑更省力更科学些.人在走路时,要消耗能量.消耗的能量越多,人就感到越吃力,消耗的能量越少,人就感到越轻松,人在走路时消耗的能量主要用在两个方面:一是克服身体的各个活动部分之间的摩擦;另一个则是用于克服重力而做功.在平地面上走路,也要克服重力做功吗?是的,因为身体重心随人的行走而上下移动,用手提着重物时,重物的重心也跟着上下移动,而移动的高度与人体重心上下移动的高度几乎是一样的.重心上升时,就要克服重力做功;重心下降时,这部分能量又被转化为脚和地面相碰时产生的声能和热能.因此人提着重物走路,就必须消耗一部分能量来克服人和重物的重力而做功.如果把重物放在头上,由于人的脊柱具有弹性,重物就像压在一根弹簧上,人行走时,重物的起伏较小,用于克服重物的重力所做的功少,人消耗的能量也相应减少,因此,人就感到轻松.有人做过一项有趣的实验,分别测试人头顶重物走路和手提重物走路时的耗氧量.实验结果是:手提重物比头顶重物时耗氧量多得多.耗氧量越多,说明人体消耗的能量也越多.由此可知,用头顶重物还蛮有科学道理呢!如果经过一些练习,你也能稳稳当当地将重物顶在头上,走起路来轻松自如.读后一题:(1)人走路时消耗的能量主要集中在哪些方面?(2)把重物顶在头上为什么人会感到轻松?。
高中物理7.4重力势能导学案人教版必修二
2020级高一物理必修2导学案课题:《重力势能》导学案设计人:于孟娟审核人:孙登照课型:新授课课时:1课时 2020年月日[学习目标]1.理解重力势能的概念.2.理解和掌握重力势能的变化与重力做功的关系,并能解释生产、生活中的相关问题.3本节重点是重力势能的表达,重力做功与重力势能变化的关系。
【课前预习与思考】1、功的物理意义?2、研究竖直上抛的小球:什么力做功?小球的能量是如何转化的?困惑:【课堂点拨与交流】重力的功:重力的功与路径______,只与它的_______________有关,即:WG=_____________.重力势能:物体受到的______________的乘积,即:Ep=________.重力势能具有系统性,它是物体和地球组成的系统所共有,尽管习惯上说物体的重力势能是多少,但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).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WG =Ep1-Ep2=ΔEp1. 重力做功的特点【例1】如图2,让学生写出几种情况下,物体从A→C,重力做的功:重力功的计算方法:______________________________________________________重力功的特点:______________________________________________________练习:图5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?重力势能改变了多少?由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时,重力做功和重力势能的变化是多少?由位置1运动到位置3呢?2. 重力做功跟重力势能的关系【例2】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/s2,取最高点所在水平面为零势能参考面.求:(1)在第2 s末小球的重力势能;解析:在第2 s末小球所处的高度为:___________________________________ 重力势能为:_________________________________________________________ <0,说明重力势能_____.Ep(2)在第3 s内重力所做的功,重力势能的变化.解析:在第3 s末小球所处的高度为:____________________________________ 第3 s内重力做功为:________________________________________________ >0,所以小球的重力势能_______,且减少了_____J.重力势能的计算方法:WG_____________________________________________________________ 研究重力势能变化的思路:________________________________________________________ 练习:1、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2、质量是100 g的球从1.8 m的高处落到水平板上,又弹回到1.25 m的高度,在整个过程中重力对球所做的功为多少?球的重力势能变化了多少?(g取10 m/s2)3. 重力势能的相对性【例3】如图3,A点距地面1﹒5m,B点距桌面0﹒3m,桌面距地面1﹒0m,C 距地面0﹒4m,小球的小球的质量为2㎏。
物理必修2人教新课件7.4重力势能导学案
案
【预习目标】 1. 知道重力做功与路径无关这一特点; 2. 建立从重力做功出发,探寻重力势能表达式旳思想,并会利用表达式进行相关计算; 3. 理解重力做功和重力势能变化旳关系; 4. 知道重力势能具有相对性、是物体和地球组成旳系___ ________________ ________________
[ 总结 ]
【当堂检测 1】如图 5— 29 所示,某物块分别沿三条不同旳轨道由离地高
h旳 A
点滑到同一水平面上,轨道 1、2 是光滑旳,轨道 3 是粗糙旳,则(
)
A. 沿轨道 1 滑下重力做功多
参考面
桌 面 地 面
小球在 A 处旳 小球在 B处旳 整 个 过 程 中 整 个 过 程 中 重 力 势 重力势能 (J) 重力势能 ( J ) 重力做功 (J) 能变化量 (J)
五、如何理解重力势能是物体与地球这个“系统”所共有旳?
(参考下列材料)
我们知道, 物体重力势能旳变化是重力作功旳结果, 而重力是地球和物体之间旳吸引力· 因
1. 势能旳概念:
·
2. 力做功旳表达式:
·
重力做功旳特点:
·
3. 重力势能旳概念:
·
重力势能旳表达式: Ep=
·
4. 重力势能是
量,有
无
;单位:
·
5. 重力做功与重力势能变化旳关系:重力做正功,物体旳重力势能将
_____;重力做负功,
物体旳重力势能将 ________ ·
6. 物体旳重力势能总是相对某个参考平面来说旳,我们规定这个参考平面旳重力势能为
__________ ,参考平面选取不同,重力势能旳数值就
7.4重力势能导学案(教研课)
7.4 重力势能修编:陈林审核:肖体胜【学习目标】1.弄清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去求解。
3.理解重力做功与重力势能的关系。
【学习重点】重力做功的特点及重力做的功跟物体重力势能的关系。
【课前自学】1. 重力做功的特点:物体运动时,重力对它做的功只与物体运动的和有关,而跟物体运动的无关。
2. 重力势能:物体由于被举高而具有重力势能。
⑴重力势能E P的表达式⑵重力势能的单位:,重力势能是量。
(标量还是矢量)3. 物体的高度发生变化时,重力对物体做功;物体被举高时,重力做_____功,物体的重力势能(增大还是减小);物体下降时,重力做功,物体的重力势能(增大还是减小)。
4. 重力做功和重力势能变化的关系式是。
5. 重力势能是相对的,所以在计算重力势能之前必须选定。
在参考面的,重力势能是正值,在重力势能的值是零。
在参考面的,重力势能取负值,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。
重力势能的正、负表示大小,参与重力势能大小的比较。
选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不相同的。
6. 重力势能和重力做功密切相关,而重力是地球与物体之间的相互作用力,所以说重力势能是地球与物体所组成的物体系统所。
【课堂探究】[猜测]:探究重力势能可能与哪些因素有关?⑴将一玻璃杯依次放在脚边、头顶、头上5米高处,人的不同感觉• • •⑵将一大水缸依次放在脚边、头顶处,人的不同感觉• • •结论:重力势能可能与、有关。
一.重力的功[探究1]:重力做功与路径的关系?设想你要从某座高楼的第10层下到第1层,你可以乘电梯下,也可以沿楼梯走下(如图).两种方式下楼,重力对你做的功是否相等?结论:根据上述的计算与分析可知:重力对物体做的功只跟它的_____ _ 和 _ _有关,而跟物体的_____________无关.计算式:W G=mgh=mgh1-mgh2二.重力做的功和重力势能的关系1. 重力势能(Ep):物理学中把mgh叫做物体的重力势能,也就是说物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。
浙江省临海市第六中学高中物理人教版必修2《74重力势能》导学案
一、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。
二、重点、难点1、重力势能的概念及重力做功与重力势能变化的关系。
2、重力势能及其系统性相对性。
三、预习导引四、精讲点拨(小四宋体加粗)知识点一重力做功的特点问题1:看图7.4-1,根据力对物体做功的公式,计算物体由A点竖直向下运动到B 点过程中重力做的功。
问题2:看图7.4-2,根据力对物体做功的公式,计算物体由A点沿倾斜面运动到B 点过程中重力做的功。
问题3:看图7.4-3,根据力对物体做功的公式以及无限分割思想,计算物体由A点沿曲线运动到B点过程中重力做的功。
问题4:总结重力做功的特点是什么?mgh 这个表达式具有什么特殊的意义?知识点二 重力势能问题1:计算重力势能的表示公式是什么?描述重力势能的单位及其含义。
问题2:根据公式分析重力势能与质量和高度的关系是怎样的?问题3:重力势能的变化和重力做功之间的关系是怎样的?写出它们之间的关系式。
五、典题训练(小四宋体加粗)1.如图1所示,A 点距地面高为h ,B 点在地面上,一物体沿两条不同的路径ACB 和ADB 由A 点运动到B 点,则( )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 重力做的功一样多D .无法判断沿哪条路径重力做的功多一些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,当它到达h 3处的D 点时,速度为零,在这个过程中,重力做功为( ) mgh 3 B.2mgh 3C .mghD .03.如图3,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 减少mg (H-h )B.mgh 增加mg (H+h )C.-mgh 增加mg (H-h )D.-mgh 减少mg (H+h )图1 图2图34.如图4所示,光滑斜轨道下端与光滑圆周轨道相接。
高中物理:重力势能导学案
§4重力势能导学案[学习目标](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.(二)过程与方法用所学功的概念推导重力作功与路径的关系,亲身感受知识的建立过程(三)情感、态度与价值观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.[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。
[学习方法]:实验观察法、分析归纳法[前置补偿]:1.重力势能:物体由于被举高而具有重力势能。
物体的高度发生变化时,重力做功;物体被举高时,重力做_____功;物体下降时,重力做____功。
由实验可知:物体由高处下落,高度发生变化,重力势能发生变化,且重力做功,因此重力势能不能脱离对重力做功的研究[问题导学]:一.重力的功1.一个质量为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,如课本图所示重力做功是:2.质量为m的物体仍然从高度是h1位置,向下运动到高度为h2的位置,但这次不是竖直方向运动,而是沿着倾斜的直线AB向下运动,物体沿倾斜直线运动的距离是L,如图所示,在这一过程中重力做的功是:3.质量为m的物体由高h处的A点沿曲线运动到高度为h2的B点,如图1所示,在这个过程中重力对物体所做的功如何求解呢?运用了什么物理思想?【结论】根据上述的计算与分析可知道:(1)重力对物体做的功只跟它的__________________________________________,而跟物体 ________________无关.(2)WG = ____________.可见,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.二.重力势能1.重力势能(Ep):物理学中把mgh叫做物体的重力势能,也就是说物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。
人教版高中物理必修二7.4《重力势能》导学案(学生用)[2020年最新]
第7章第4节重力势能【学习目标】1、知识与技能(1)理解重力势能的概念,能用重力势能的表达式进行计算。
(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,知道重力势能是物体和地球系统共有的。
2、过程与方法: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式的含义。
3、情感态度与价值观:(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)培养学生遵守社会公德,防止高空坠物。
【重点难点】重点:重力势能的概念,重力势能的变化和重力做功的关系难点:重力势能的系统性、相对性,正负的含义一、重力做功认真阅读p64教材并结合图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。
这三种情况重力做的功是否相等?由此可以得到什么样的结论?课堂练习1:根据教材的三个示意图计算质量为m的物体,分别计算沿竖直方向从A运动到B 的过程中,重力做的功,沿倾斜直线从A到C过程中重力做的功,沿曲线从A到C 过程中重力做的功。
图7.4—1中W G=图7.4—2中W G=图7.4—3中(微元法)W G=【小结1】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、终点的有关,而跟物体运动的路径。
功的大小等于____________与_____________的乘积。
二、重力势能认真阅读教材65页“重力势能”标题下的相关内容,回答下面几个问题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?2.重力势能等于3.表达式:4.单位:5.量性:课堂练习2:起重机以4g 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)5、重力做功与重力势能的关系由WG = mgh 1 - mgh 2 = Ep 1 - Ep 2可知(1)物体由高处向低处运动时,重力做功,重力势能,重力势能的减少量重力对物体做的功(填〈、 = 、〉)。
高中物理导学案人教版必修二:7.4 重力势能(第二课时)
BCDa 图4班级: 组别: 组号: 姓名 :一、.学习目的:1.能正确计算物体或物体系的重力势能. 2.会用重力势能的变化求重力的功。
二、学习难点:1.能正确计算物体或物体系的重力势能. 2.会用重力势能的变化求重力的功。
三、学习过程:任务一 自主学习上一节课我们已经学习了重力势能的有关知识,请同学们回忆一下上节所学的内容,并回答下列问题: 1.重力势能是怎样定义的?如何计算重力势能? 2.重力做功有何特点?3.重力势能的变化和重力做功有何关系?本节学习用重力势能的变化求重力的功在解题中的应用。
任务二 合作探究【问题1】盘在地面上的一根不均匀的金属链重G=30N ,长L=1m,从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10J ,金属链重力势能增加 J ,此时金属链重心位置距地面 m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离地面需做功 。
解析:从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10J ,金属链重力势能增加ΔE P =Gh 1=10J, 此时金属链重心位置距地面h 1=0.33m. 如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离地面需做功W 2=G(L-h 1)=20J.【问题2】有一质量为m ,边长为a 的正方体与地面之间的摩擦因素μ=0.3。
为使它水平移动距离a,可以采用将它翻倒或向前匀速平推两种方法。
则:( ) A .将它翻倒比平推前进做的功少。
B .将它翻倒比平推前进做的功多。
C .两种情况做功一样多。
D .翻倒时不做功。
解析:物体被平推着匀速前进,推力与摩擦力相平衡。
翻倒则要克服物体重力做功。
匀速平推时:F=f=μmg,因而物体被平推着前进,外力对物体所做的功为:W 1=Fa=μmga=0.3mga. 将物体推导前进 a, 如图4所示。
在翻倒过程中,立方体将绕其中一条棱(如A )转动。
仅在使其对角线AC 转到竖直过程中(以后,稍有一倾侧,立方体会在重力作用下翻倒)这个过程中外力所做的功,就是使立方体的重心O 升高所增加的重力势能,所以外力做功为:W 2=ΔE P =mg(mga a 2071.0)2122=-. 因而推着物体匀速前进比翻倒前进相同距离所做的功多。
人教版高一物理物理必修2第七章机械能导学案:7.4 重力势能-精选教育文档
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。
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一、学习目标
1.知道重力做功与路径无关这一特点。
2.建立从重力做功出发,探寻重力势能表达式的思想,并会利用表达式进行相关计算。
二、重点、难点
1.理解重力做功和重力势能变化的关系。
2.知道重力势能具有相对性、是物体和地球组成的系统共同拥有的。
三、预习导引
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,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 ________。
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。
8.关于重力势能的理解,下列说法正确的是()
A.重力势能是一个定值
B.重力势能的减少量等于重力对物体做的功
C.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于0
D.重力势能是物体和地球共有的,不是物体独有的
E.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
F.一个物体的重力势能从﹣3 J变化到﹣5 J,重力势能变大了
G.物体与零势面的距离越大,它的重力势能也越大
四、精讲点拨
一、重力做功是否与路径有关?(求下列三种情况下重力的功小组合作探究)
_____________ ________________ ________________
[总结]
二、重力势能与哪些因素有关?从上面重力做功的结果,你能得出重力势能的数学表达式
吗?
三、重力做功和重力势能的变化有什么关系?
(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?
[总结]
四、重力势能的相对性(小组讨论)
1.重力势能的相对性如何理解?
2.如何认识重力势能的正负?
五、典题训练
【例1】如图5—29所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到
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
【例2】质量是50kg的人沿着长L=150m、倾角为30°的坡路走上土丘,重力对他所做的
功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?(g取10m/s2)
【例3】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)
六、归纳小结
(根据自己的理解完成思维导图)
七、当堂检测
1.质量相同的实心木球和铜球,放在同一水平桌面上,则它们的重力势能是()A.木球大 B.铜球大 C.一样大D.不能比较
2.以下叙述中正确的是()
A.重力对物体做功越多,物体的重力势能越少 B.物体克服重力做功越多,物体的重力势能越少
C.重力对物体不做功,物体的重力势能一定为零
D.物体没克服重力做功,物体的重力势能不一定为零
3.物体在运动过程中,克服重力做功50J,则()
A.重力做功为50J
B.物体的重力势能一定增加50J
C.物体的重力势能一定减小50J
D.重力做功为-50J
4.用起重机将质量为m 的物体匀速地吊起一段距离,那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法( )
A .重力做正功,拉力做负功,合力做功为零
B .重力做负功,拉力做正功,合力做正功
C .重力做负功,拉力做正功,合力做功为零
D .重力不做功,拉力做正功,合力做正功
5.井深8m ,井上支架高为2m ,在支架上用一根3m 长的绳子系住一个重100N 的物体,则物体的重力势能是(以地面为参考平面)( )
A .100J
B .700J
C .-100J
D .无法确定
6.如图所示,木板可绕固定的水平轴O 转动,在木板从水平位置OA 缓慢转到OB 位置的过程中,木板上重为5N 的物块始终相对于木板静止,物块的重力势能增加了4J 。
用N F 表示木板对物块的支持力,f F 表示木板对物块的摩擦力,则( )
A.物块被抬高了0.8m
B.N F 对物块做功4J ,f F 对物块不做功
C.N F 对物块不做功,f F 对物块做功4J
D.N F 和f F 对物块所做功的代数和为0
7.甲、乙两物体,乙甲m m 5 ,从很高的同一处自由下落2s ,重力做功之比________,对地面的重力势能之比________.
8.如图所示,质量为m 的物体,放于水平面上,物体上面竖直固定一长度为l 、劲度系数为h 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 ,求物体重力势能的增加量.
9.一起重机把重物由静止开始匀加速提升了3.2m ,重物的重力势能增加了1.6×104J ,速度增加了0.8m/s (g=102m/s ) 。
求:
⑴重物的质量是多少?
⑵在匀加速过程中,起重机对重物做功的最大功率是多少?
⑶如果保持这个最大功率不变,起重机提升重物的最大速度是多少?
八、作业布置。