人教版物理必修2第七章第四节重力势能GP-energy

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人教版高中物理必修二讲义第七章第4节重力势能

第4节重力势能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．一、重力做的功1．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．2．大小：等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差，W G＝mgh1－mgh2．1．(1)物体只要运动，其重力一定做功．()(2)物体的高度只要发生变化，其重力一定做功．()(3)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程．()提示：(1)×(2)√(3)×二、重力势能1．大小：等于物体所受重力与所处高度的乘积，E p＝mgh．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：W G＝E p1－E p2．2．(1)重力势能E p1＝2 J，E p2＝－3 J，则E p1与E p1方向相反．()(2)同一物体的重力势能E p1＝2 J，E p2＝－3 J，则E p1>E p2.()提示：(1)×(2)√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．知识点一重力做功与重力势能的关系(2016·淮南一中高一检测)一个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(g ＝10 m/s 2)( )A ．重力做功为1.8 JB ．重力做了0.55 J 的负功C ．球的重力势能一定减少0.55 JD ．球的重力势能一定增加1.25 J[思路点拨] (1)根据重力做功的特点计算重力的功．(2)根据重力做功与重力势能变化的关系判定重力势能的变化．[解析] 整个过程中重力做功W G ＝mgh ＝0.1×10×0.55 J ＝0.55 J ，故重力势能减少0.55 J ，所以选项C 正确．[答案] C1.沿高度相同，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物体克服重力做功多C ．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动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解析：选D.不论接触面是光滑还是粗糙，也不论是直线运动还是曲线运动，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．所以只有选项D 正确．知识点二利用重力势能的变化求解变力做功对于无法利用做功公式来计算变力做功的问题，我们可以转换一下思考的角度，因为重力做功与重力势能的变化相对应，所以通过求重力势能的变化量来找到变力做功是一种解题途径．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？[思路点拨] 本题的关键是抓住重力做功与重力势能变化量之间的关系．叠放砖的过程中，外力做的功至少与物体克服重力做的功相同，而物体克服重力做的功又等于物体重力势能的增加量．[解析] 把砖由平放在地面上到把它们一块块地叠放起来，所做的功至少等于砖所增加的重力势能．法一：整体法取n 块砖的整体为研究对象，如图所示叠放起来后整体重心距地面12nh ，原来距地面h 2，故有： W ＝ΔE p ＝nmg ·⎝⎛⎭⎫12nh －nmg ·⎝⎛⎭⎫12h ＝12n (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)]＝n （n －1）2mgh 即至少需要做的功为n （n －1）2mgh . [答案] n （n －1）2mgh对于变力做功的计算，利用转化法，抓住重力做功与重力势能变化的关系是关键，根据W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p ，通过求重力势能的变化ΔE p 来求重力做的功，进而求出变力的功．2.一个内部均匀的正方体物块的边长为a ，质量为m ，放在粗糙水平面上，如图所示．由于物块质量很大，摩擦力也很大，需要用以A 为轴翻滚的方法向前移动物块，若移动距离为s ，且s >a ，问此人至少要对此物块做多少功？解析：物块原来位置的重心高度h 1＝a 2，翻滚过程中重心到A 正上方时的高度h 2＝22a ，高度的变化Δh ＝h 2－h 1＝2－12a ，每翻一次重力势能的增加量ΔE p ＝mg Δh ＝2－12mga ，人做功W ＝2－12mga ，向前移动距离s ，翻动的次数n ＝s a ，这样人所做总功W 总＝nW ＝2－12mgs . 答案：2－12mgs思想方法——绳、链条重力势能的求法1．求解绳子、链条类物体的重力势能时，重心位置的确定是关键：粗细均匀、质量分布均匀的长直绳子或链条，其重心在长度的一半处．2．两种情况下重力势能的求解(1)当绳子、链条呈直线状(或水平或竖直或倾斜)形式放置时，E p ＝mgh 中的h 表示长度一半位置相对参考平面的高度．(2)当绳子、链条不以直线状(如折线状)形式放置时，应当分段表示重力势能再求和．液体的求解方法与此类似．如图所示，质量均匀的链条放在光滑的水平桌面上，链条长l ，质量为m ，有l 4的长度悬于桌面下．链条由静止开始下滑，设桌面的高度大于l ，则在链条开始下滑到刚离开桌面的过程中重力势能改变了多少？重力做功多少？[解析] 法一(等效法)：比较始态和末态，可等效成将开始桌面上的34的链条移至末态的下端34处，故重心下降了58l ，所以重力势能减少了34mg ·58l ＝1532mgl ，即ΔE p ＝－1532mgl ，重力做功W G ＝－ΔE p ＝1532mgl . 法二：设桌面为参考平面，开始时重力势能E p1＝－14mg ×l 8＝－mgl 32，末态时重力势能E p2＝－mg ×l 2＝－mgl 2.故重力势能变化ΔE p ＝E p2－E p1＝－1532mgl . 重力做功W G ＝－ΔE p ＝1532mgl . [答案] －1532mgl 1532mgl(多选)如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平，用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中( )A ．软绳重力势能共减少了12mgl B ．软绳重力势能共减少了14mgl C ．软绳重力势能的减少等于软绳克服它的重力所做的功D ．软绳重力势能的减少等于物块对它做的功与软绳克服自身重力、摩擦力所做功之和解析：选BC.软绳重力势能共减少：mg ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫－12l sin θ－⎝⎛⎭⎫－12l ＝14mgl ，A 错误，B 正确；根据重力做功与重力势能变化的关系知，软绳重力势能的减少等于软绳克服它的重力所做的功，C 正确，D 错误．[随堂达标]1．(多选)下列关于重力势能的说法中正确的是( )A ．放在地面上的物体的重力势能为零B ．一个在轨道上运动的物体，在它的重力势能为零的时刻，一定运动到轨道的最低点C ．质量小的物体可能比质量大的物体具有的重力势能大D ．重力做正功，重力势能减少解析：选CD.重力势能的大小E p ＝mgh ，与物体的质量和零势能面的选择有关，上式中的h 是物体的重心到零势能面的竖直距离，当物体位于零势能面之上，重力势能为正；当物体位于零势能面之下，重力势能为负．一般选择地面或物体系的最低点所处水平面为零势能面，这样选项A 、B 才成立．如果选其他水平面为零势能面，则选项A 、B 均不正确．如果质量小的物体位于很高处，而质量大的物体位于很低处，则质量小的物体的重力势能可能比质量大的物体的重力势能大，选项C正确．重力做正功，重力势能减少，选项D正确．2.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m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()A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功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解析：选D.重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关．从A 到B的高度差是H，故从A到B重力做的功是mgH，选项D正确．3.(2016·沈阳高一检测)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解析：选D.重力做的功等于重力乘以物块沿竖直方向的位移，因此物块沿各个轨道滑下时重力做的功相同，故正确答案为D.4．(多选)(2016·玉溪高一检测)一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中()A．地板对物体的支持力做正功B．重力做正功C．支持力对物体做的功等于重力势能的增加量D．物体克服重力做的功等于重力势能的增加量解析：选AD.物体向上运动，位移方向向上，所以支持力做正功，重力做负功，选项A 正确、B错误．根据重力做功和重力势能变化的关系可知，D正确．升降机加速上升时，支持力大于重力，支持力做功不等于克服重力做功，也就不等于重力势能增加量，C错误．5.(选做题)如图所示，一条铁链长为2 m，质量为10 kg，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？铁链的重力势能变化了多少？解析：铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了 h ＝l 2，因而铁链克服重力所做的功为W ＝mgl 2＝12×10×9.8×2 J ＝98 J ，铁链的重力势能增加了98 J. 答案：98 J 增加了98 J[课时作业]一、单项选择题1．在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v 0分别上抛、平抛、斜抛，那么以下说法中正确的是( )A ．从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等B ．因物体的轨迹不同，重力做功不相等C ．从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等D ．如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力做功不相等解析：选A.由于重力做功与路径无关，只与初末位置高度差有关，三个小球初、末位置的高度差相同，所以重力做功都相等，A 正确，B 、D 错误；三个小球在空中运动时间不一样，所以平均功率不相等，C 错误．2．如图所示，桌面高为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，则小球落到地面前瞬间的重力势能为( )A ．mghB ．mgHC ．mg (h ＋H )D ．－mgh解析：选D.重力势能的大小是相对参考平面而言的，参考平面的选择不同，物体的相对高度就不同，重力势能的大小也不同．本题中已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H ，小球在与桌面相平时的高度为零，小球在地面时的高度为－h ，所以小球落到地面前的瞬间，它的重力势能为E p ＝－mgh .3．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h 高度时，物体增加的重力势能为( )A ．mghB ．mgh ＋mahC ．mahD ．mgh －mah解析：选A.重力势能的增加量等于物体克服重力做的功，A 正确，B 、C 、D 错误．4．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 时间时重力势能减少量为( )A.12mg 2t 2sin α B.12mg 2t 2 C ．mg 2t 2 D.12mg 2t 2sin 2α 解析：选D.物体在光滑斜面上下滑，加速度a ＝g sin α，t 时间内的位移x ＝12gt 2sin α，下落的高度h ＝x sin α＝12gt 2sin 2α，所以重力势能减少了12mg 2t 2sin 2α，选项D 正确． 5．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是( )解析：选B.设物体开始下落时的重力势能为E p0，物体下落高度h 过程中重力势能减少量ΔE p ＝mgh ，故物体下落高度h 时的重力势能E p ＝E p0－ΔE p ＝E p0－mgh ，即E p －h 图象为倾斜直线，B 正确．6.如图所示，质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下，经过水平面BC 后再滚上另一斜面，当它到达h 4的D 点时，速度为0，在这个过程中，重力做的功为( )A.mgh 4B.3mgh 4 C ．mgh D ．0解析：选 B.重力做功等于物体重力势能的改变量的负值，即W ＝－ΔE p ＝mgh 1－mgh 2＝34mgh ，选项B 正确．二、多项选择题7.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：选BC.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 错误，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，所以重力势能减少了mg (H ＋h )，故C 正确，D 错误．8．(2016·大同一中高一检测)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0.50 m ，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无关解析：选BD.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 、D 正确．9.(2016·福建福州月考)如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A 、B 处于同一高度并恰好静止．剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地的过程中，关于两物块的说法正确的是( )A ．速率的变化量相同B ．重力势能的变化量相同C ．两物块同时落地D ．重力做功的平均功率相同解析：选AD.对A 、B 受力分析知，由平衡条件得F ＝m A g 和F ′＝m B g sin θ，又由牛顿第三定律得，F ′＝F ，即m A ＝m B sin θ，由于A 、B 的初、末位置的高度差是相等的，而质量不相等，即重力势能的变化量不同，B 错误；由牛顿第二定律得A 、B 的加速度分别为g 和g sin θ，由x ＝12at 2得t A ＝2h g ，t B ＝1sin θ 2h g，C 错误；对A 、B 的末速度分别由2gh ＝v 2A 和2g sin θ·h sin θ＝v 2B ，得v A ＝v B ，即速率的变化量是相同的，A 正确；重力做功的平均功率分别为P A ＝m A g ·122gh ＝12m A g 2gh ，P B ＝m B g ·122gh sin θ＝12m A g 2gh ，即P A ＝P B ，D 正确．☆10.抽水蓄能电站的工作原理是在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电，如图所示，蓄水池(上游水库)可视为长方体，有效总库容量(可用于发电)为V ，蓄水后水位高出下游水面H ，发电过程中上游水库水位最大落差为d .某电站年抽水用电为2.4×108 kW ·h ，年发电量为1.8×108 kW ·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ，重力加速度为g ，涉及重力势能的计算均以下游水面为参考平面)( )A ．能用于发电的水的最大重力势能E p ＝ρVgHB ．能用于发电的水的最大重力势能E p ＝ρVg ⎝⎛⎭⎫H －d 2 C ．电站的总效率达75%D ．该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105 kW 计)约10 h 解析：选BC.不考虑下游水位变化，以下游水面为参考平面，最大蓄水时重心高度为H－d 2，所以能用于发电的水的最大重力势能为E p ＝mg ⎝⎛⎭⎫H －d 2＝ρVg ⎝⎛⎭⎫H －d 2，故选项A 错误，选项B 正确．电站的总效率＝年发电量年抽水用电×100%＝1.8×1082.4×108×100%＝75%，选项C 正确．该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电的时间为t ＝1.8×108365×105h ≈5 h ，选项D 错误．三、非选择题11.某海湾面积为1.0×107 m 2，涨潮时水深20 m ，此时关上水坝闸门，可使水位保持20 m 不变，退潮时，坝外水位降至18 m 后保持不变．假如利用此水坝建水电站，且重力势能转化为电能的效率为10%，每天有两次涨潮，求该水电站一天最多能发出多少电能？(取g＝10 m/s 2)解析：设海湾面积为S ，则打开闸门后流过发电站的水的体积最多为Sh ，h 为坝内与坝外水位的高度差，所以流过发电站的水的质量为m ＝ρV ＝ρSh故重力势能的减少量为ΔE p ＝mg ·h 2＝12ρgSh 2 所以一天最多发出的电能为E ＝2×ΔE p ×10%＝0.2×12ρgSh 2＝0.2×12×1.0×103×10×1.0×107×22 J ＝4.0×1010 J.答案：4.0×1010 J12.如图所示，质量为m 的小球，用一长为l 的细线悬于O 点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O 点正下方D 处有一钉子，小球运动到B 处时会以D 为圆心做圆周运动，并经过C 点，若已知OD ＝23l ，则小球由A 点运动到C 点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？解析：从A 点运动到C 点，小球下落h ＝13l 故重力做功W G ＝mgh ＝13mgl 重力势能的变化量ΔE p ＝－W G ＝－13mgl 负号表示小球的重力势能减少了．答案：13mgl 13mgl。

人教版高中物理必修二第七章第四节重力势能课件(共28张PPT)

三、重力势能 Ep=mg h
对式中h的思考
脑筋急转弯：小明从五楼的窗台上跳下来却
安然无恙，为什么？
这个例子说明高度具有相对性。
三、重力势能 Ep=mg h
5.相对性： h是物体的重心相对参考面(零势能面）的
高度。高度的相对性决定了重力势能的相对性。物体在参考面以上，h取正，Ep为正；物体在参考面以下，h取负；Ep为负；重力势能是标量，有正负，其正负表示大小。
mgh mgh1 mgh2
二、探究重力做功的特点：
结论：重力做功与物体运动的路径无关，只
跟它的起点和终点的位置（高度）有关；或者说只与初、末位置的高度差有关。
WG=mg△h =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
思考： WG = mgh1 - mgh2中mgh的意义 “mgh”是一个具有特殊意义的物理量。与重力势能的基本特征一致。把物理量mgh叫做重力势能。
P
功是能量转化的量度
作业：
完成本节学案
、重力势能
飞疑流是直银下河三落千九尺天
三、重力势能
1.表达式： Ep=mg h 物体的重力势能等于它所受重力与所处
高度的乘积。 2.国际单位：焦耳(J)
1J 1Kg m s2 m 1N m
3.标失性：标量
三、重力势能 Ep=mg h
对式中mg的思考
4.系统性：物体的重力（mg）是物体和地球间的相
互作用力，所以重力势能是地球与物体所组成的物体“系统”所共有的，重力势能具有系统性。
加
深 h EPA=2mgh
h
EPA=0
h EPA=-mgh
理
A
A
A

高中物理人教版必修2课件第7章第四节重力势能

(3)参考平面选择的任意性．视处理问题的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点所在水平面为零势能参考平面． (4)重力势能变化的绝对性：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．
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．即 WG＝Ep1－Ep2＝mgh1－mgh2. 名师点睛：重力势能的变化过程，也是重力做功的过程，二者的关系为 WG＝Ep1－Ep2＝mgh1－mgh2＝mg(h1－h2)＝mg·Δh.
第七章
机械能守恒定律
第四节重力势能
问题一
怎样理解重力做功和重力势能？
1．重力做功．重力对物体所做的功只跟物体初、末位置的高度差有关，跟物体运动的路径无关．具体可从以下几方面理解： (1)重力做功的多少，不受其他力做功的影响．不论有多少力对物体做功，重力做功只动状态、加速度等因素的影响．
3．重力做功与重力势能的比较．
名师点睛：重力势能是一个标量，其正、负表示与参考平面上物体势能的相对大小，比较物体的重力势能的大小时，要带正、负号比较．重力势能的大小与参考平面的选取有关，即重力势能具有相对性，但重力势能的变化量则与参考平面的选取无关，具有绝对性．
►尝试应用 1．下列关于重力势能的说法中正确的是(B) A．有 A、B 两个物体，A 的高度是 B 高度的 2 倍，那么物体 A 的重力势能的数值一定是物体 B 的 2 倍 B．从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛，从抛出到落地的过程中，物体重力势能的变化是相同的 C．有一物体从楼顶落到地面，如果受到空气阻力，物体重力势能的减少量少于自由下落时重力势能的减少量 D．重力做功时，不仅与物体运动的高度差有关，还与物体运动的路径有关

人教版高中物理必修2第7章机械能守恒定律 7

④重力势能变化量 ΔEp=mgh2-mgh1=EP2－EP1
三、重力做功与重力势能的关系
WG＝mgh1－mgh2
WG＝EP1－EP2
初态的重力势能末态的重力势能
即 WG = －ΔEp
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重力做负功，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。
【学以致用】
1.物体在运动过程中克服重力做功为50J，则( BD ) A.重力做的功为50J B.物体的重力势能一定增加了50J C.物体的重力势能一定减少了50J D.重力做了50J的负功
四、重力势能的相对性
如果有一个人站在3楼，你认为他所在的位置是比较高还是比较低？
高度是相对的，所以重力势能也是相对的。
1.计算重力势能之前需要先选定参考平面。在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
2.参考平面的选取是任意的。 3.重力势能是标量。+、–表示大小。
例题：如右图小球质量1kg，从桌面（离地高h2
A
=1m）以上h1=2m的A点下落到地面的B点，填表：
人教版必修二
第七章机械能守恒定律
第四节重力势能
如果一个物体由于被运举动高
能够对外界做功，我们就说这个物体具有重动能力能量势能
竖直下落
A
沿斜线运动 θ
竖直位
竖直位移为h
A
h
B
B
B
一、重力做功的特点：
重力做的功跟运动的路径无关，只跟重力的大小和初末位置的高度差有关。
WG=Ep1－Ep2 = － △Ep
重力做正功，重力势能减少
重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的，正负表示大小。

新人教版物理必修二7.4 重力势能课件 (共24张PPT)

。2021年3月17日星期三2021/3/172021/3/172021/3/17 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/172021/3/17March 17, 2021
WG mghmg1hmg2h
看起来，物体所受的重力 mg与它所处位置的高度h 乘积“mgh”，是一个具有特殊意义的物理量
我们如何理解这句话
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二、重力势能：物体的重力势能等于它的重力与所处的高度的乘积．
1、表达式： Ep = mgh
2、单位：国际单位制中的单位是焦耳（J）
重力势能与什么因素有关?你能否列举生活中的实例加以说明?
h1 h
Δh2 Δh3
法…吗…？………………
WW 1W 2W 3
W m h 1 g m h 2 g m h 3 g
B
h2
m( g h 1 h2 h 3 )
mgh
mg1hmg2h
mA
mA
m
A
θ
Байду номын сангаас
h h1
h
h1
B
h2
h2
h1 h
B
B
h2
wG mgh mgh1mgh2
结论：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。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.

人教版高中物理必修二7-4 重力势能

（精心整理，诚意制作）7.4 重力势能【学业达标训练】1.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，物体的重力势能有可能在减少C.放在地面上的质量不同的物体，它们的重力势能一定相等D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的【解析】选D.选不同点作参考点，重力势能的数值不同，A错；只有选地面为零参考点时，地面上的不同质量的物体重力势能才相等，C错；重力做正功时，重力势能一定减少，B错；重力势能是物体和地球所共有的，D对.2.甲、乙两个物体的位置如图7-4-3所示,质量关系m甲<m乙,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>Ep2B.Ep1<Ep2C.Ep1=Ep2D.无法判断【解析】选A.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正确.3.如图7-4-4所示，在离地面高为H的地方将质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，取抛出位置所在的水平面为参考平面，则小球在最高点和落地处重力势能分别为（）4.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，物体克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动，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】选D.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.物体克服重力做了多少功（重力做多少负功）它的重力势能就增加了多少.故D正确.5.质量为m的小球从离地H高的手中脱落后与地面发生N次撞击并反弹后，最后静止在地面上，求重力做功及重力势能的变化分别是多少？【解析】重力做功与经过的路径无关，大小为WG=mgH，由重力做功和重力势能变化的关系可知重力势能减少mgH.答案：mgH 减少 mgH【素能综合检测】一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分.至少一个选项正确）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.某物体位置一定时，重力势能的大小是一定的C.重力势能等于零的物体，其重力势能只能增加，不可能再减小D.在地面上的物体，它的重力势能一定等于零A.重力对两物体做功相同B.重力的平均功率相同C.到达底端时重力的瞬时功率P A<P BD.到达底端时两物体的速度相同【解析】选A、C.由重力做功特点可知，下落高度相同，重力做功相同，A对.两种方式所用时间不同，平均功率不同，B错.下落相同高度后速度大小相同，但重力与速度方向间夹角不同，瞬时功率不同，且P A<P B，C对，D错.二、非选择题（本题包括3小题，共30分.有必要的文字叙述）6.（20xx·启东中学高一检测）（10分）如图2所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是100kg的料车沿30°角的斜面由底端以加速度a=2 m/s2匀加速拉到顶端，斜面长是4m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，求这一过程中（g=10 m/s2）：（1）人拉绳子的力做的功、物体的重力做的功；（2）料车运动到斜面顶端时克服重力做功的瞬时功率.【解析】（1）2F-mgsin30°=ma ①W F=F·2l ②①②联立可求拉力做功W F=2 800J重力做功W G=-mglsin30°=2 000 J（2）料车运动到顶端时克服重力做功功率P=mgvcos60°③v2=2al ④③④联立可得P=2 000 W答案：（1）2 800 J 2 000 J （2）2 000 W7.（思维拓展题）（10分）一根质量分布不均匀的金属链条重30 N、长1m，盘曲在水平地面上.当从链条的A端慢慢提起链条到使它的另一端B恰好离开地面时，重力做功-12 J.若改从B端慢慢提起链条使链条A端恰好离开地面，要克服重力做多少功？［探究·创新］8.（10分）在20xx年北京奥运会上，我国运动员曹磊以抓举128公斤、挺举154公斤、总成绩282公斤夺得75公斤级举重冠军.若曹磊在备战奥运会的一次训练中先后以抓举、挺举两种方式成功将150 kg的杠铃举高160 cm，试探究克服重力做功及重力势能变化有何关系（g取10 m/s2）.【解析】抓举比赛中，要求选手伸直双臂，用一次连续动作将杠铃举过头顶，而在挺举比赛里，选手先将杠铃置于双肩之上，身体直立，然后再将杠铃举过头顶.若抓举、挺举将同一物体举高相同的高度，由重力做功特点可知克服重力做功数值相同，W=mgh=2 400J，重力势能增加相同，即增加2 400 J.。

人教版高中物理必修2第七章第4节重力势能课件

中正确的是（ D）
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．沿倾角大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多Ｄ．上述几种情况重力做功同样多
本节课应掌握的内容（一）重力做功的特点（二）重力势能的表达式及其含义（三）重力做功与重力势能的关系及其应用
4.重力势能
雪崩
美国亚利桑那州巴林杰陨石坑
水利发电站
瀑布
一、疑难问题汇总：
1．重力做功的特点 2．重力势能的表达式及其含义 3．重力做功与重力势能的关系
练习一：一个小朋友分别沿坡度不同、粗糙程度也不同的两个相同高
度的滑梯匀速下滑到地面，下列说法正确的是（ C）
A．沿直滑梯下滑，小朋友重力做功多 B．沿弯曲的滑梯下滑，小朋友重力做功多 C．沿这两个不同的斜面，小朋友重力做功一样多 D．沿弯曲的粗糙程度大的滑梯下滑，小朋友重力做功多
A
参考小球在小球在下落过程下落过程
平面 A点重 B点重小球重力小球重力力势能力势能势能变化做功
h1
桌面 6J
-4J 减少10J 10J
地面 10J
0 减少10J 10J
h2
B
二、疑难探究：
2．重力势能的表达式：
（1）表达式：EP ＝ mgh
物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
2．下列关于重力势能说法正确的是（ AB）
A．重力势能是物体和地球共有的 B．重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其它力做功多少无关 C．重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下负 D．重力势能的增量等于重力对物体做的功
3．沿着高度相同，粗糙程度不同的两个斜面向上拉同一物体到顶端，以下说法

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。

人教版高一物理必修2第七章_第四节_重力势能_教案

第四节重力势能科目: 高一物理（一）引入新课播放视屏：打桩机的重锤从高处落下，把水泥桩打进地里。

视频里涉及本节课我们就来学习这个问题。

板书：重力势能（二）新课教学【第一环节】探究重力的功投影教材上的图7.4－1，图7.4－2，图7.4－3，引导学生把推导过程写出来。

通过推导重力在这几种不同情况下做的功，可以得出什么结论？推导三种情况下重力做的功。

选出代表板演。

PPT ：小结：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。

21mgh mgh W G -=。

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。

【第二环节】探究重力势能探究重力势能表达式学生实践：让重物从不同高度下落到手上，感受手有什么不同?问：初中学过重力势能是如何定义的呢? 重力势能和哪些因素有关呢？学生回答：重力势能和质量有关又和高度有关，我们就把mgh 叫重力势能，用Ep=mgh 表示。

板书：E Ｐ＝mgh重力势能的单位是焦耳重力势能是状态量，标量再引入重力势能变化量： △Ep=mgh 2-mgh 1 1.教师提问：打桩机的重锤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：那么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.下边同学们结合教材探讨下面两个图片：①课件展示讨论问题：①当物体由高处向低处运动时：h1>h2重力做，即，，重力势能 . 重力势能的等于重力对物体做的功。

②当物体由低处向高处运动时：h1<h2重力做，即， . 重力势能 .重力势能的等于物体重力做的功②学生讨论得到：当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０∴21PPEE>当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０∴21PPEE<③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.教师小结：可见：重力做功是物体重力势能的变化原因。

高中物理人教版必修二第7章第4节重力势能

——由物体所处位置的高度决定的能量叫做重力势能。
F mg WF F h E P mgh W E F P
h
F
【说明】 1.重力势能的表达式：EP=mgh 2.重力势能是标量，SI制中，单位为：焦耳（J） 3.重力势能是状态量。 4.重力势能具有相对性——参考平面（若无特别说明一般取地面为参考平面）
D
物体在运动过程，克服重力做功50J，则 A．重力做功为50J B．物体的重力势能减少50J D C．物体的动能一定减少50J D．物体的重力势能增加了50J 一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这是物体的速度2m/s，则下列说法正确的是 A、手对物体做功12J D B、合外力对物体做功12J C、合外力对物体做功2J D、物体克服重力做功10J
2、重力做功与重力势能变化的关系： ①物体由高处到低处时，重力做正功，重力势能减少。减少的重力势能等于重力做的功。 ②物体由低处到高处时，重力做负功，重力势能增加。增加的重力势能等于克服重力做的功。所以WG= mgh1-mgh2 ＝ Ep1- Ep2 。【温馨提示】重力势能与参考平面的选择有关，但重力势能的变化与参考平面的选择无关
三峡水电站蓄水发电
打桩机将桩打入地下
二.重力势能重力势能用符号Ep表示
——由物体所处位置的高度决定的能量叫做重力势能。
二.重力势能重力势能用符号Ep表示
【讨论与交流】影响重力势能的因素将一个质量为m、静止的物块从地面匀速举高h。试导出物块此时重力势能的表达式。外力F对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的重力势能。
跳伞运动员在匀速下落过程中，它的 A. 势能增大，动能减小，机械能不变 B. 势能减小，动能不变机械能减小 B C. 势能减小，动能增大，机械能不变 D. 势能增大，动能不变，机械能增大