人教版物理必修二：第七章 4重力势能

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人教高中物理必修二课件：第七章 4.重力势能

C.物体的重力势能一定是 100 J
D.物体的重力势能一定增加 100 J
解析:物体克服重力做功,即重力做负功,重力势能增加,高度升
高,克服重力做多少功,重力势能就增加多少,但重力势能是相对的,
增加 100 J 的重力势能,并不代表现在的重力势能就是 100 J。故正确
选项为 B、D。
答案:BD
2.如图所示,质量为 m、长为 L 的均匀链条的一半位于光滑水平
WG=mgΔh
影响大小重力 mg 和初、末位
重力 mg 和相对参考面的高度 h
的因素
置的高度差 Δh
概念
项目
特点
联系
重力做功
重力势能
只与初、末位置的高与参考平面的选择有关,同一位
度差有关,与路径及参置的物体,选择不同的参考平面,
考平面的选择无关
其重力势能的值不同
过程量
状态量
重力做功过程是重力势能改变的过程,重力做正功,重
高度。
2.重力的功也有正负之分。当物体下降时,重力做正功;反之,当
物体上升时,重力做负功,即物体克服重力做功。
3.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。
4.重力做功的特点可以推广到任一恒力做功,即恒力做功特点
为:与具体路径无关,只与初末两个位置有关,恒力做的功等于力与沿
预习交流 2
将某一物体从同一高度以平抛、上抛、下抛三种不同的方式抛
出,从抛出到落地的过程中重力做功、重力势能的变化是否相同?
提示:重力做功与经过的路径无关,同一物体下落高度相同,三种
方式重力做功相同,由于重力做的功等于重力势能的变化,所以三种
方式下重力势能的变化也相同。

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。

2016新课标三维人教物理必修2 第七章机械能守恒定律第4节重力势能

第4节重力势能一、重力做功与重力势能 1．重力功的特点只跟物体运动的起点和终点有关，而跟物体运动的路径无关。

2．重力功的表达式W G ＝mgh ＝mgh 1－mgh 2，其中h 1、h 2分别表示物体起点和终点的高度。

3．重力势能的特点与物体相对地球的位置有关。

4．重力势能的大小等于物体所受重力与所处高度的乘积，表达式为E p ＝mgh 。

5．重力势能的单位焦耳，与功的单位相同。

6．重力做功与重力势能变化的关系 (1)表达式：W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p 。

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．重力势能的表达式为E p ＝mgh ，重力势能是标量，但有正负，重力势能为负值时，说明物体在零势能面下方。

3．重力势能具有相对性和系统性，但重力势能的变化量具有绝对性，重力做功与重力势能的关系为W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p 。

4．重力势能是地球与物体组成的系统所共有的，不是物体单独具有的，但习惯上说成“物体的重力势能”。

5．重力势能是否变化，如何变化，以及变化了多少，只取决于物体重力的做功情况，与其他因素无关。

(2)两种情况：二、重力势能的相对性和系统性1．相对性(1)参考平面：物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做参考平面。

在参考平面上，物体的重力势能取作0。

(2)重力势能的相对性选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的。

对选定的参考平面，上方物体的重力势能是正值，下方物体的重力势能是负值，负号表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能小。

2．系统性重力势能是地球与物体所组成的系统共有的。

1．自主思考——判一判(1)同一物体在不同高度时，重力势能不同。

(√)(2)不同物体在同一高度，重力势能可以不同。

(√)(3)重力做功与位移有关。

(×)(4)同一物体的重力势能E p1＝2 J，E p2＝－3 J，则E p1>E p2。

新人教版物理必修2 7.4重力势能-课件(人教必修2) (共30张PPT)

解析：重力做功只与物体初、末位置的高度差有关，与其运动路径、运动方式均无关，故D正确。答案：D
[自学教材] 1．重力势能 (1)特点：与物体相对地球的位置(或高度) 有关。 (2)大小：等于物体所受重力与所处高度的乘积，表达
式为Ep＝ mgh 。 (3)单位：焦耳，与功的单位相同。 (4)重力做功与重力势能变化的关系：WG＝ Ep1－Ep2 。
1．重力做功的特点 (1)只跟物体运动的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。 (2)物体下降时重力做正功，物体被举高时重力做负功。 2．重力做功的表达式 WG＝ mgh1－mgh2 ，其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
[重点诠释] 1．重力做功的理论研究
如图 7－4－1 所示，质量为 m 的物
解析：根据WG＝Ep1－Ep2知，物体克服重力做的功等于重力势能增加量，A项正确。根据重力做功的特点知，从同一高度抛出物体到落地的过程中，重力做功相等，因而重力势能的减少量也相等，B项正确。重力势能的数值依赖于参考平面的选取，重力势能为零的物体，完全可以对别的物体做功，C项错误。用手托住物体匀速上升时，手的支持力等于物体的重力，手的支持力做的功等于物体克服重力做的功，也等于物体重力势能的增加量，D项错误。答案：AB
块沿①、②、③三条不同的路径从
A 运动到平面 OB 上。
沿①路径，重力做的功 W1＝mgh，沿②路径，重力做的功
W2＝mgsin
h α·sin
α＝mgh。
图7－4－1
沿③路径，我们可以把整个路径分成许多很短的间隔，每小段曲线的长度都很小，它近似可以看成是一段倾斜的直线，设每小段的高度差为Δh1、Δh2、Δh3、…整个路径重力所做的功等于每小段上重力所做功的代数和W总＝mgΔh1 ＋mgΔh2＋…＝mgh。

人教版高中物理必修二第七章7.4 重力势能(共17张ppt)

2.公式：WG EP
WG mgh1 mgh2 EP mgh2 mgh1
3.下降过程中，重力做正功，重力势能减小，重力做的正功等于重力势能的减少量；
上升过程中，重力做负功，重力势能增大，克服重力做的功等于重力势能的增加量；
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/s2)( C )
A．重力做功为 1.8 J
B．重力做了 0.55 J 的负功正功
C．球的重力势能一定减少 0.55 J D．球的重力势能一定增加 1.25 J
解：高度差h=0.55m W mgh 0.55J
EP W 0.55 J
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？
4
重力势能
美国内华达州亚利桑那陨石坑
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2000万千克梯恩梯(TNT)，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。
(1)以桌下落到地面过程中重力势能减少多少？
(2)以地面为参考平面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架
下落到地面过程中重力势能减少多少？
(3)比较以上计算结果，说明什么问题？
解：(1)高度h1=0.4m EP1 mgh1 7.84 J WG mgh1 23.52 J 则EP WG 23.52 J
参考平面

新人教新课标版物理(必修2)第七章机械能守恒定律第四节重力势能(36张幻灯片)

解析根据重力势能的定义式，以二楼地面为参考平面： Ep＝0.
以楼外地面为参考平面： Ep＝mg×h＝20×10×5 J＝103 J. 以二楼地面为参考平面： ΔEp＝Ep2－Ep1＝mgh1－0 ＝20×10×1 J＝200 J. 以楼外地面为参考平面：
ΔEp＝Ep2－Ep1＝mg(h＋h1)－mgh ＝mgh1＝20×10×1 J＝200 J.
答案 C
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 21.3.1621.3.16Tuesday, March 16, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。14:40:0414:40:0414:403/16/2021 2:40:04 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.3.1614:40:0414:40Mar-2116-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。14:40:0414:40:0414:40Tuesday, March 16, 2021 13、志不立，天下无可成之事。21.3.1621.3.1614:40:0414:40:04March 16, 2021
答案 D
三、重力做功与重力势能变化的关系典例 3 关于重力做功与物体的重力势能，下列说法正确的是( ) A．重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减小 B．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加 C．地球上任何一个物体的重力势能都是一个确定值 D．重力做功的多少与物体经过的路径有关
解析重力做正功时，物体由高位置到低位置，重力势能减小，而且重力做多少正功，重力势能就减少多少，故 A 选项正确；重力做负功时，物体由低位置到高位置，重力势能增加，故 B 选项正确；重力势能的大小与零势能参考平面的选取有关，与物体距离零势能参考平面的高度有关，故 C 选项错误；重力做功只与初末位置的高度差有关，与物体经过的路径无关，故 D 选项错误．

人教版高一物理必修二课件-7.4重力势能

课后作业
P66 1、4
谢谢
课堂小结
特点：跟起点和终点的位置有关,跟路径无关
WG=mgh=mgh1-mgh2
重力势能
Ep=mgh 标量相对性系统性
重力做功
关系
WG = Ep1 － Ep2
课后探究
如果重力做的功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同一物体所做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把 mgh叫做物体的重力势能吗？为什么？
A
A
A
mg B
l θ mg B
mg
B
h h1
h2
课堂探究
如图，质量m=0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点
下落到地面的B点，桌面高h2=0.8m。(g=10m/s2)
A h1
参考小球在小球在下落过程下落过程小平面 A点重 B点重小球重力球重力势能
力势能力势能做的功的变化
地面 10J
0
10J 减少 10J
h2
桌面 6J
-4J 10J 减少 10J
B
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与参考面的选择无关
如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？
课堂检测
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1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？
=mgh1-mgh2

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。

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

人教版高中物理必修二第七章第4重力势能(共17张PPT)

⑵重力势能是标量，正负表示大小
h2 h1
巩固训练
❖ 关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是( )
❖ 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、地球上物体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; ❖ E、重力对物体不做功，物体的重力势能一定为
• 打桩机的重锤从
高处落下时，可
以把水泥打进地里，为什么？
雪崩
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。
2
美国内华达州亚利桑那
陨石坑
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2000万千克梯恩梯(TNT)，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
B
C
h2
C
C
结论：
⑴ WG = mgΔh
重力做功与
路径无关,只跟始末位置的高度差有关
⑵ WG = mgΔh = mgh1- mgh2 = -（mgh2- mgh1）
即：WG = -ΔEP
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；重力做负功即物体克服重力做功时，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．
球场，四周的看台则能容纳200多万观众。
3
讨论
⑴ 把一个物体举高时，重力对物体做正功还是负功？重力势能如何变化？

物理人教版高中必修27.4重力势能教案

必修二第7章第4节《重力势能》教案一、教材分析《重力势能》是人教版高中物理必修二第7章《机械能守恒定律》第4节课的教学内容，这节课通过分析重力做功的特点，推导得出了重力势能的表达式，并进一步讨论重力势能具有相对性及重力势能是物体与地球系统所共有；是后面学习机械能守恒定律的基础。

二、教学目标1．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．2．能力目标：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．3．情感、态度和价值观目标：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．三、教学重点难点重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系．难点：重力势能的系统性和相对性．四、学情分析五、教学方法1．实验探究：物体的势能和哪些因素有关。

2．学案导学：见后面的学案。

六、课前准备1．学生的学习准备：预习重力势能一节2．教师的教学准备：多媒体课件制作，制作学案3．教学环境的设计和布置：教室七、课时安排：1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查落实学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师提出问题：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?学生回答：重锤具有重力势能.教师继续提问：那么什么是重力势能?学生回答：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.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.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?设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。

人教版高中物理必修二课件：第七章机械能守恒定律 4 重力势能

D．无法判断
图7－4－5
[答案] A
[解析] 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项正确．
自我检测
3．(对重力势能相对性的理解)(多选)下列说法正确的是( ) A．力很大，位移也很大，这个力做的功可能为零 B．一对作用力与反作用力对相互作用的系统做功之和一定为零 C．静摩擦力对物体一定不做功，滑动摩擦力对物体一定做负功 D．重力势能与参考面的选择有关，重力势能的变化量与参考面的选择无关
学习互动
例2 如图7－4－2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，重力加
速度为g.假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地
面上时，它的重力势能为
()
A．mgh
B．mgH
C．mg(h＋H) D．－mgh
图7－4－2
[答案] D
[解析] 据题意知，已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H，小球在桌面处的高度为零，小球在地面时的高度为－h，所以小球落到地面上时，它的重力势能为Ep＝－mgh.
学习互动
例3 (多选)如图7－4－3所示，一个物
体从A点沿粗糙面AB与光滑面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7－4－3
A．沿AB面重力做功多
B．沿两个面重力做的功相同
C．沿AB面减少的重力势能多
D．沿两个面减少的重力势能相同
[答案] BD [解析] 对于同一物体，重力做功只与初、末位置的高度差有关，选项A错误，选项 B正确；重力做的功等于重力势能变化量的负值，选项C错误，选项D正确． [点评] 功是能量转化的量度，重力做功与重力势能变化量之间的关系要熟记，正确理解它们之间的关系对以后的学习是有帮助的．

高中物理人教版必修2课件：第七章+第4节+重力势能

从水平位置转到竖直位置时，小球 a 和 b 构成的系统重力势能如何变化？变化了多少？
图 7-4-3
解析：b 球重力势能增加 mgL，a 球重力势能减少 2mgL，所以
系统的重力势能减少了 mgL。
答案：减少了 mgL
“多练提能·熟生巧”见“课时跟踪检测(十四)” (单击进入电子文档)
•1、书籍是朋友,虽然没有热情,但是非常忠实。2022年2月14日星期一2022/2/142022/2/142022/2/14 •2、科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种‘偶然的机遇’只能给那些学有素养的人，给那些善于独立思考的人，给那些具有锲而不舍的人。2022年2月2022/2/142022/2/142022/2/142/14/2022 •3、书籍—通过心灵观察世界的窗口.住宅里没有书,犹如房间里没有窗户。2022/2/142022/2/14February 14, 2022 •4、享受阅读快乐，提高生活质量。2022/2/142022/2/142022/2/142022/2/14
解析：选 ABC 据重力做功的特点：与经过路径无关，与是否
受其他力无关，与其他力做功多少无关，只取决于始末位置的高
度差，再根据重力做功等于重力势能的减少量可知 A、B、C 正
确，D 错误。
2.如图 7-4-2 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
2．重力功的表达式
WG＝_m_g_h_＝mgh1－mgh2，其中 h1、h2 分别表示物体_起__点__和_终__点_
的高度。 3．重力势能的特点
与物体相对地球的_位__置ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ_有关。

《重力势能》教学PPT课件【高中物理必修2(人教版)】

新课学习
3、物体以某一初速度沿粗糙水平面滑动，摩擦力对物体做正功还是负功？物体是获得能量还是失去能量？结论：功的正负表示能量转化的增加或减少，__正___功使物体获得能量，负功使物体失去能量。
雪崩
新课学习
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。
随堂小练
练习2、如图所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k.现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h，此时
物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。
课堂小结
学习内容 1、势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定。 2、势能是标量，单位是焦耳。 3、重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始末位
新课学习
讨论：1、功和能的联系是什么？ 2、功和能的区别有哪些？
新课学习
1、功和能的联系：（1）功和能都是标量（2）功是能量转化的量度（3）单位：焦（J） 2、功和能的区别：（1）功是和物体的运动过程有关的物理量，是一个过程量；能是和物体的运动状态有关的物理量，是一个状态量。但功不是能。（2）做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化的大小是用做功的多少来量度的。但功和能不能相互转化。
新课学习
五、势能是系统所共有的重力势能是地球与物体所组成的这个“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
随堂小练
练习1、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，取地面所在
水平面为零势能参考面。求： (1)在第2 s末小球的重力势能； (2)在第3 s内重力所做的功，重力势能的变化。