物理必修二学案(74重力势能).doc

7.4《重力势能》导学案

【学习目标】

知道重力势能的概念，重力做功的特点，重力做功与重力势能的变化关系，重力势能的相对性

【重点难点】

重力势能：重力势能的计算、重力势能变化与重力做功的关系、重力势能的相对性

【学法指导】

认真阅读教材，体会重力势能的物理意义，体会重力做功和重力势能变化的关系。

【知识链接】

1.功的物理意义：功是能量转化的 ______ .

2.功的定义式_____________________ ;力对物体所做的功，等于________________ 、_________ 、_____________________ 这三者的乘积。

【学习过程】

一、重力势能概念的建立

1.__________________________________________________________________ 同学们计算课本P10图4・1 4-2 4-3三种情况下重力做功的大小关系 __________________________________ -

2总结重力做功的特点：____________________________________________

3思考重力势能可能与那些因素有关？

4物体由于________________ 而具有的能量叫做重力势能，表达E P=_________________ 重力势能是

_________________ 量，有正负之分

二、重力做功与重力势能的变化关系

1.一起重机使货物匀速上升，加速上升，减速上升相同的高度重力做功与重力势能的变化关系

2.•—起重机使货物匀速下降，加速下降，减速下降相同的髙度重力做功与重力势能的变化关

系

总结:物体向上运动，重力做（）重力势能（）重力做了多少功，重力势能就（）物体向下运动，重力做（）重力势能（）重力做了多少功，重力势能就（）重力做功和重力势能的关系可写为___________________________________________________

三、重力势能的相对性

1.重力势能是状态量还是过程量？

2.重力势能的相对性

3.选择不」司的参考系重力势能的大小不同，那么重力势能的变化量与参考系的选择有关吗？重力势能属于地球和物体组成的系统

【训练测试】

1. 关于重力势能的说法，正确的有（）

A. 重力势能只能由重物决定

B. .重力势能不能为负值

C. 重力势能是相对的

D. 重力对物体做正功，物体的重力势能增大

2. 甲、乙两个物体的位置如图所示，质量关系加甲＜加乙，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吊|、Eg 则有（）

竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程屮，它的速度、重力势能.位移.加速 度随时间变化的函数图彖（如图所示）中正确的是（不计空气阻力，以竖直向卜•为正方向，图中曲线为

在同一高度，将物体以初速度％向不同方向抛出，从抛出到落地的过程屮，重力所做的功

相等，物体所减少的重力势能一足相等

C.重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

D.用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力的功与物体重力势能Z 和

5. 如图所示，小球质量为加，大小不计，右边圆轨道半径为小球从h=3R 处沿斜面滑下后,

又沿圆轨道滑到最高点P 处，在这一过程中，重力对小球所做的功为

A. Ep\>Ep2

B. Ep\

C. Ep\ =Ep2

D ・ 无法判断

3. 抛物线，抛岀点为零势能点）（

A. 物体克服重力做的功等于重力势能的增加

B. ,小球重力势能减少

关丁•重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（

)

6.金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它主体建筑地上88层，地下3层，高420.5m,是目前国内第一、世界第三高楼（如图所示）.距地面341m 的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收在眼底.站在88层上质量为60kg的游客，在下列情况屮，他的重力势能各是多少？ @収10m/s2)

(1)以地面为零势面；

(2)以第88层为零势面；

⑶以420.5m的楼顶为零势面，若他乘电梯从地面上升到88层，他克服重力做多少功？

【参考答案】

1.答案:C

2.答案：A

解析：取桌面为零势能面，则Epi=O,物体乙在桌面以下，£炖＜0,故Ep.pEe故A正确.

3.答案：ABC

4.答案:AB

解析：根据W G=印］—印2知，物体克服重力做的功等于重力势能增加，A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 正确.重力势能的数值依赖于参考面的选取，重力势能为零的物体，完全可以对别的物体做功，C 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的功，也等于物体重力势能的增加量，D错误.

5.答案：tngR mgR

6.答案：(l)2.046Xl()5j (2)0 (3)2.046X 105J

解析：(1)以地面为参考面/z=341m

所以Ep=mgh=60X 10X341J=2.046X 105J

(2)以88层为零势面h=0所以Ep=O

(3)游客从地面到88层，重力做的功为W G= -m^h= -60X 10X341J = -2.046X 105J所以他克服重力做功2.046X 105J.

【学习反思】

重力势能属于地球和物体组成的系统，而我们经常说某某物体的重力势能是多大，应当怎样理解？