必修二人教版重力势能优秀教学导学案

7.4重力势能
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．
重难点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系．重力势能的系统性和相对性． 复习链接
1、回忆功的概念、物理意义、表达式、单位、矢量性
活动一 ：
一、重力的功(认真阅读p63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?
重力做功结论：
表达式：
【当堂检测1】如图所示，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
活动二：
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?
活动三：重力做功和重力势能的变化有什么关系？
例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?
结论：①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
1 2 A h
例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?
结论：②当物体从低处运送到高处时，重力做 功(或说 )，重力势
能 ，也就是W G <0，E pl <E p2．
【当堂检测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/s 2）
活动四：重力势能的相对性和系统性(认真阅读教材61页，回答下面问题)
我们在研究一个物体重力势能时应该先参考平面．参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．可见，重力势能具有相对性．选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面。

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？
【当堂检测3】如图，质量m 的小球，从桌面上方高h 1 的A 点下落到地面上的B 点，桌面离
地面的高度h 2 请按要求填写下表．(g=10m/s ²)
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
系统性：重力势能是 与 组成的系统共有的
巩固练习1．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
2、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
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任务三基础练习
1.下列说法中正确的是……………( )
A 、重力势能恒大于零
B 、重力做功的多少与参考平面的选取有关
C、放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
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
2、沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是
A、沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多
B、沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
C、沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
D、以上几种情况下克服重力所做的功一样多
3.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0
D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的
4．以下叙述中正确的是：
A．重力对物体做正功，物体的重力势能增加； B．物体克服重力做正功，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。

5. 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）
6.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. 物体的重力势能一定是50J
7.若物体m沿不同的路径I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为( ) A．沿路径I重力做功最大。

B．沿路径II重力做功最大。

C．沿路径I和II重力做功一样大。

D．条件不足不能判断。

8.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
任务四达标提升
9．在排球比赛中，某运动员用400 N的力把质量为270 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，排球的重力势能变化了多少? 重力对他所做的功是多少? (g取10m／s2)
任务五变式拓展、迁移创新
10．边长为L，质量为m的立方体物体静止放在地面，在其旁边有一
高为H的水平桌面，如图5。

求：（a）若选地面为零势点，立方体
物体的重力势能为多少？（b）若选桌椅面为零势点，立方体物体的
重力势能为多少？。