高中物理 第7章 机械能 第四节 重力势能学案新人教版必修

高中物理第7章机械能第四节重力势能学案
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【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。

【新知预习】
1、物体运动时，重力对它做的功只跟它的________和
________有关，而跟物体运动的_______无关。

物体被举高时，重力做_______；物体下降时，重力做________。

重力功的公式为WG= 。

2、物体的重力势能等于它所受的________与所处________的乘积。

即Ep=_________，单位是________。

与其他形式的能一样，重力势能也是______量。

3、重力势能具有__________（填“相对性”“绝对性”），它是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做_______。

重力势能属于________和_______所组成的这个系统所共有的。

1,3,5 【导析探究】
导析一重力做功的特点重力做功与路径无关，只与物体的始末位置的高度差和重力大小有关,即WG=mgh。

例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，以下说法中正确的是()
A、沿坡度小，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、上述几种情况中重力做功相同例2 如图所示，质量为m的小球从高为h的斜面的A点滚下经水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达h/3高度的D点时的速度为零，此过程中物体重力做的功是多少?导析二
重力势能的理解(1)重力势能具有系统性：重力势能是由物体和地球所组成的系统所共有的。

(2)重力势能具有相对性：重力势能Ep=mgh式中h是物体到参考平面的高度，参考平面的选取会影响重力势能的值。

(3)重力势能的变化具有绝对性：即重力势能的变化量都与参考平面的选择无关。

(4)
重力势能是标量,但有正负，且正负能反映和比较重力势能的大小。

例3如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能（）
A、mgh
B、mgH
C、mg（H+h）
D、mg（H-h）例4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、无法确定导析三
重力做功和重力势能改变的关系 (1)重力势能的改变量只与重力做功有关，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。

(2)重力对物体做多少正功,物体的重力势能就减小多少；重力对物体做多少负功,物体的重力势能就增加多少、即:WG= EP1－EP2=－(EP2－EP1)，或 WG=－
△EP。

例5质量为100g的球从
1、8m的高处落到水平面上,又弹回到
1、25m的高度、在整个过程中重力对物体做的功是多少?球的重力势能改变了多少? 例6如图所示，质量为m的物体，放于水平面上，物体上竖直固定一长度为l、劲度系数为k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。

【当堂检测】
1、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
B、mgh＋mah
C、mah
D、mgh－mah
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 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)
3、如图所示，长度为l、质量为m的均匀的绳，一段置于水平的光滑桌面上，另一段a垂于桌面下，当绳下滑全部离开桌面时，求重力所做的功、。