物理必修二学案(74重力势能).doc
高中物理必修二教案-7.4重力势能15-人教版
教学重点
教学难点
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义
层次
教师活动
学生活动
教学意图
引
课
新
课
教
学
理
论
知
识
得
出
公
式
归
纳
总
结
3、单位与功的相同，在国际单位制中都是焦耳，符号为J。
进一步推导1J=1kg·m/s2·m=1N·m
4、标量
知道了重力势能下面应用公式计算物体重力势能。
<多媒体展示>习题
对重力势能的相对性学习：
高度总是相对某一水平面来说的，重力势能与高度有关，因此重力势能也是相对某一水平面来说的，把这个水平面叫参考面，因此重力势能与高度一样都具有相对性。我们规定在参考面以下高度为负值。通过练习来体会重力势能的相对性，并小组讨论重力势能与参考面的选取之间的关系。
将结论写成式子表示为：
WG=mg△h=mgh1-mgh2。可见，物体的重力所做的功使一个与高度有关的物理量mgh发生变化。物理学上把这个与高度有关的能量mgh叫做重力势能。
二、对重力势能的学习
提问：如何用文字来给重力势能下个定义？
1、定义：物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。
2、写成公式为：EP=mgh。
听取学生汇报，总结：
重力势能与参考面的选取有关。
引导学生进一步归纳具体什么样的关系？
得出正负号的意义。
教师点评总结：
1、选取不同的参考面重力势能是不同的。
2、参考平面的选取是任意的。
高中物理必修二教案-7.4重力势能16-人教版
学习内容学习指导即时感悟学习目标：1．知道重力做功与路径无关，理解重力势能的变化和重力做功的关系。
2．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。
3．知道重力势能的相对性，知道重力势能是物体和地球系统共有的。
学习重点：重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系学习难点：重力势能的系统性、相对性，正负的含义【初步感知】通过短片观察：1、通过何种途径能够使重力势能释放出来？2、又是通过哪个力做功使这种能量释放出来的？【自主﹒合作﹒探究】一、重力做功的特点：1.认真阅读p64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。
2.在三种情况下重力做的功是否相等？由此可以得到什么样的结论? 重力做功的表达式是什么?【重力做功的特点】：重力做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。
表达式：_________________。
二、重力势能1.重力势能的定义：物体所受重力mg与所处高度h的乘积叫做物体的重力势能。
用Ep表示。
2.表达式：Ep = mgh3.单位：焦耳，符号为J4.标量性：无方向，是标量。
5、特征：相对性、系统性三、重力势能的特征1、相对性阅读课本内容“重力势能的相对性”，思考并回答以下问题：1、什么叫参考平面？在参考平面，物体的重力势能是多少?2、通常情况下，如何选取参考平面？3、对选定的参考平面而言，什么情况下重力势能为正值？什么情况下重力势能为负值？ 例.如图质量kg m 2=的小球，从离开桌面高m h 2.11=的A 点下落到桌面下m h 8.02=的地面B ，按要求填入表格（g =10m/s 2） 思考：比较、分析表格中的数据，有何特点？ ►选取不同的________,物体的重力势能的数值_______。
（填“相同”或“不同”） ►WG 、△Ep 与________的选取无关。
2、重力势能的系统性 想一想：重力势能跟重力做功密切相关， 如果没有了重力，物体还有重力势能吗？ 温馨提示：严格地说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。
人教版物理必修二 7.4 重力势能 教案
重力势能教学设计
教材分析:
本节教材首先提出重力势能的基本定义，指出物体由于被举高而具有的能为重力势能，再分析重力做功与路径无关的特点，然后推导得出重力势能的表达式。
并总结出重力做功与重力势能变化之间的关系。
最后教材又安排了重力势能的相对性以及重力势能是与地球系统共有的特点。
学生分析：
高一学生抽象的逻辑思维能力一般，对事物的认知停留在表面上，所以在教学中需要借助图片视频等直观手段引入抽象的物理概念。
教学目标：
1.知识目标
（1）理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式计算。
（2）会推导重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。
（3）知道重力势能的相对性。
2.技能目标
（1）根据功能关系，推导出重力势能的表达式
（2）学会从功能关系上解释和分析物理现象。
3.情感目标
渗透从对生活中有关物理现象的解释，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。
教学重点：
重力势能的概念，重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教学难点：
重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教具准备：
Ppt课件，课堂中的小物件（粉笔）。
学案6：7.4重力势能
7.4 重力势能【学习目标】1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点.2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行有关计算.3.理解重力做功与重力势能变化的关系.4.知道重力势能具有相对性.5.知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.【知识梳理】一、重力做的功1．重力做功的特点(1)只跟物体运动的和的位置有关，而跟物体运动的无关，跟物体初位置和末位置的有关。
(2)物体下降时重力做，物体被举高时重力做。
2．表达式：W G＝＝mg(h1－h2)，其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
[说明](1)物体在水平面上运动时，重力总是不做功。
(2)物体的竖直位移等于零，说明重力做功的代数和等于零，但过程中重力并不一定不做功。
(3)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，只与起点和终点两个位置有关，恒力做的功等于力与沿着力方向的位移的乘积。
[填一填]同一物体从同一高度处分别做自由落体、竖直上抛、平抛运动，最终落地，上述三种运动重力做的力分别为W1、W2、W3，则三者的关系为______________。
二、重力势能1．特点：与物体相对地球的或(高度)有关。
2．大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，表达式为：E p＝mgh。
3．单位：，与功的单位相同。
4．重力势能的特性(1)相对性：重力势能总是相对选定的而言的(该平面常称为零势能面)。
(2)标矢性：重力势能为，只有大小没有方向，但有正负，其正负表示与参考平面上物体重力势能的相对大小；物体在参考平面上方时，重力势能为值，在参考平面下方时，重力势能为值。
(3)系统性：重力势能是与所组成的物体“系统”所共有的。
5．重力做的功与重力势能的关系：W G＝＝－ΔE p。
[说明]当物体从高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减小，即W G＞0，E p1＞E p2。
重力势能的减少量等于重力做的功。
当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，即W G＜0，E p1＜E p2。
高中物理必修二教案-7.4重力势能6-人教版
与参考平面是否有关。
重力做功实际上是与物体的重力势能的变化直接相关的。在实际问题中，人们关心的往往是重力势能的变化，谈物体在某位置的重力势能实际意义并不大。
由于物体所处位置的高度具有相对性，这样与此相关的重力势能也具有相对性。那么，重力势能的变化有没有相对性呢？
师生小结：
学生思考回答
分组讨论，举例说明。
学生回答：
一个好的做法通过一连串的作用最后得到的结果是好的，最后可以形成有益社会的巨大影响，能够让世人为之敬仰；
一个坏的具有毁灭性质的做法，也可以通过一连串作用，最后得到的结果是坏的，造成无法挽回的悲剧与恶果。
建立势能转化的情景
通过日常生活经验，使学生知道重力势能与物体的质量以及所处位置的高度有关。
PPT：表达式：
WG=mgΔh1+ mgΔh2+ mgΔh3+…
=mg(Δh1+Δh2+Δh3+…)
=mgh
=mgh1-mgh2
小结：从上面的计算我们可以看出：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，而跟物体的运动路径无关。
二：重力势能
对比上面的表达式，可以看出：只要重力做正功，mgh这个量就减少，只要重力做负功，mgh这个量就增加。可见，mgh作为一个整体是一个有特殊意义的物理。这个量既与物体的质量有关，也与物体所处位置的高度有关。而这正与我们的生活经验一致。所以我们就把mgh叫做物体的重力势能，通常用字母表示，即：Ep=mgh
教学重点
1 重力势能的相对性念，会用重力势能的定义进行计算。
2 理解重力做功与重力势能变化的关系。
教学资源
教材、图片、PPT
教法设计
4.重力势能(学案)
第三节势能课标定位学习目标：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．重点难点：重力势能的计算，重力做功与重力势能变化的关系．自主导学1．物体的高度发生变化时，重力要做功，物体被举高时，重力做______功，物体下落时，2．重力做_______功．2．重力做功的特点物体运动时，重力对它做的功只跟它的____和____的位置有关，而跟物体运动的____无关．二、重力势能1．定义：物体由于______而具有的能量．2．大小：物体的重力势能等于它所受_______与所处_______的乘积，表达式为________.3．单位：______，与功的单位相同．4．重力做功与重力势能变化的关系表达式：WG＝E p1－E p2(1)当物体从高处运动到低处时，重力做__功，重力势能_______，即WG>0，E p1>E p2.(2)当物体由低处运动到高处时，重力做__功，重力势能_______，即WG<0，E p1<E p2.重力做负功也叫做物体____________．三、重力势能的相对性1．参考平面：物体的重力势能总是相对于某一______来说的，这个______叫做参考平面，在参考平面，物体的重力势能等于0.2．参考平面的选取：(1)选择不同的参考平面，物体的重力势能数值___________，但物体在某固定的两点间的重力势能的差值________．(2)参考平面上方的物体重力势能为正，下方的物体重力势能为负，负号表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的少．说明：选择哪一个面为参考平面，要根据具体情况而定，一般是以解决问题方便为原则．四、势能是系统所共有的重力势能不是地球上的物体单独具有的，重力势能是地球与物体所组成的“系统”共有的．说明：任何一种形式的势能，如分子势能、电势能等都是系统所共有的．要点突破一、重力做功的特点1.探究过程：如图7－4－1所示，质量为m的物体经三条不同的路径，从高度是h1的位置运动到高度是h2的位置．图7－4－1第一次物体竖直向下运动(图中路径1)：重力所做的功WG＝mgh＝mg(h1－h2)＝mgh1－mgh2.第二次物体沿倾斜直线向下运动(图中路径2)：设倾斜直线与竖直方向成θ角，物体通过的距离为l ，则重力所做的功WG ＝mgl cos θ＝mgh ＝mg (h 1－h 2)＝mgh 1－mgh 2.第三次物体沿任意路径向下运动(图中路径3)：我们可以把整个路径分成许多很短的间隔，每一小段都可看成一段倾斜的直线，则重力所做的功WG ＝mg Δh 1＋mg Δh 2＋…＝mgh ＝mg (h 1－h 2)＝mgh 1－mgh 2.2．归纳总结：重力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，功的大小等于物重跟起点高度与终点高度之差的乘积．即时应用(即时突破，小试牛刀)1.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 后再滚上另一斜面，当它到达14h 的D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做的功为( )图7－4－2A.14mghB.34mgh C ．mgh D ．0 二、对重力势能的理解1．重力势能具有相对性重力势能的表达式E p ＝mgh 中的h 是指物体重心到参考平面的高度，因此重力势能的大小与参考平面的选取有关，在参考平面以上为正值，以下为负值，位于参考平面时为零．2．重力势能参考平面的选取是任意的视处理问题的方便而定，一般选取地面或物体运动时所达到的最低点所在平面为零势能参考平面．3．重力势能的变化是绝对的尽管重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关．4．重力势能是系统共有的倘若没有地球，就谈不上重力，那么物体也就不可能具有重力势能．所以，严格来说，重力势能是地球和物体所组成的“系统”共有的，而不是物体单独具有的．特别提醒：重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示与参考平面上物体势能的相对大小．即时应用(即时突破，小试牛刀)例1．下列关于重力势能的说法中正确的是( )A ．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B ．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C ．一个物体的重力势能从－5 J 变化到－3 J ，重力势能变小了D ．重力势能减小时，重力对物体做正功三、重力做功与重力势能变化的关系物体的高度变化时，重力要做功，重力势能的改变与重力做功有关．重力势能的改变只由重力做功引起．如图7－4－3，质量为m 的物体，由A 点下落到B 点，A 点高度为h 1，B 点高度为h 2.在这个过程中，重力做功WG ＝mgh 1－mgh 2＝mg Δh .图7－4－3在这个过程中重力势能的改变量ΔE p ＝E p B －E p A ，所以重力做功和重力势能改变量的关系为WG ＝－ΔE p.这也正好说明了重力做正功，重力势能减小，而重力做负功，重力势能增加的道理．特别提醒：重力势能变化的多少是由重力做功来唯一量度的，跟物体所处的运动状态及是否受其他力或其他力是否做功无关．即时应用(即时突破，小试牛刀)例1．(2011年厦门高一检测) 关于重力做功和物体的重力势能，下列说法不正确的( )A ．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 ．重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关典例精析题型一重力做功特点的应用例1. 质量为m 的小球从距地面高为h 处自由落下，碰地后弹起的高度为h 2，然后落下，碰地后再弹起，弹起的高度为h 4……，最后小球静止于地面上，求整个过程中重力做的功．【方法总结】重力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置的高度差有关，这一点尤其在解一些往复运动或多个过程的问题时，可以省去大量的中间步骤，使得解题单刀直入、一步求解，富于灵活性．变式训练1将一物体由A移至B，重力做功()A．与运动过程中是否存在阻力有关B．与物体沿直线或曲线运动有关C．与物体是做加速、减速或匀速运动有关D．与物体发生的位移有关题型二重力势能的计算例1. 金茂大厦是上海的标志性建筑之一，其主体建筑地上88层，地下3层，高420.5 m，是目前国内第一、世界第三的高楼，如图7－4－4所示．距地面341 m的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底，质量为60 kg的游客，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10 m/s2)图7－4－4(1)以地面为参考平面；(2)以第88层为参考平面；(3)以420.5 m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功？【思路点拨】先求出选不同位置为参考平面时物体所处的高度，再根据重力势能的定义式求物体的重力势能．【方法总结】(1)计算重力势能时，必须首先选取零势能面．(2)比较物体在不同位置具有的重力势能的大小关系时，这两个位置的重力势能必须是相对同一个参考平面的．变式训练2如图7－4－5，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()图7－4－5A．mgh减少mg(H－h) B．mgh减少mg(H＋h)C．－mgh减少mg(H－h) D．－mgh减少mg(H＋h)三、巩固练习例1：沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向上将一物体拉到顶端，谁克服重力做的功多？例2：不同质量的两个物体由同一地点以相同的动能竖直向上抛出，不计空气阻力，则这两个物体（）A．所能达到的最大高度和最大重力势能都相同B．所能达到的最大高度不同，但最大重力势能相同C．所能达到的最大高度和最大重力势能均不同D．所能达到的最大高度相同，但最大重力势能不同。
7.4重力势能(1)
课时教学设计首页授课时间: 年月日课时教学流程太原市教研科研中心研制一个质量为m的物体的位置A沿着斜面运动太原市教研科研中心研制答案：D太原市教研科研中心研制课时教学设计尾页太原市教研科研中心研制7.4重力势能学生学案1.关于重力势能的几种理解，正确的是 （ ） A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功 B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D.相对不同参考平面，物体具有不同的重力势能，但不影响研究有关重力势能的问题 2. 一个实心铁球和一个实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是（ ）A ．铁球的重力势能大于木球的重力势能B ．铁球的重力势能小于木球的重力势能C ．铁球的重力势能等于木球的重力势能D ．上述三种情况都有可能3.一物体从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（ ）A.沿AB 面重力做功多B.沿两个面重力做的功相同C.沿AB 面重力势能减少多D.沿两个面减少的重力势能相同 4．物体从A 点出发，分别沿光滑斜面下滑和水平抛出到达同一位置B 点，如图所示。
不计阻力，重力所做的功相同吗?你认为重力做功与物体运动的路径有关吗?为什么?请与其他同学讨论交流．5．当重力做负功时…………………………………( ) A.重力势能一定增加 B ．重力势能一定减少 C 物体速度可能增大 D ．物体速度可能减小6．当重力对物体做正功时，物体的……………………………………( )A. 重力势能一定减少，动能一定增加 B ．重力势能一定增加，动能一定减少 C ．重力势能一定减少，动能不一定增加 D ．重力势能不一定减少，动能也不一定增加7.起重机以大小为a 的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少.8．同一物体，第一次被匀速提升到l0 m 高处，第二次被沿着倾角为30°的光滑斜面拉到位移为20 m 处，那么，在这两次过程中 ( )A ．第一次增加的重力势能大B ．第二次增加的重力势能大C ．两次增加的重力势能一样大D ．两次物体克服重力做功值相等 参考答案：1．D 2．D 3．BD 4．无关5．ACD6．C 7．h a g m )( m g h m g h 8．CD教学设计思路:《重力势能》一节新教材与旧教材相比有很大变化。
高中物理必修二教案-7.4重力势能3-人教版
7.4 重力势能课题7.4 重力势能（1）课型新授课教学目标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．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．教法及教具自主探究、交流讨论、自主归纳教学过程教学内容个案调整教师主导活动学生主体活动任务一预习导学一、重力的功【教材助读】学情调查，情景导入教师活动：出示两张图片。
教师导语：铁质流星为什么能砸出这么大的坑？水力发电站为什么能发电？电能是由什么能转化来的？1.甲图说明：物体的重力势能与有关；2.乙图说明：物体的重力势能与有关结论：物体的重力势能与有关，物体质量越______，高度越______，具有的重力势能越大。
任务二合作探究(认真阅读p59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)图7．4—1中W G＝图7．4—2中W G=比较第一、二问题中所求出重力做的功是否相等？图7．4—3中重力做的功和前两个是否相等呢?如何求?【使用说明及学法指导】细读教材，先自学然后根据预习案的提示通过小组合作探究完成导学案。
【做一做】：阅读课文，从课文中找出必要的信息，在练习本上进行定量计算【展示】：教学过程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?任务三、重力势能的相对性和系统性1、在参考平面上方的物体的高度是正值，重力势能也是值2、在参考平面下方的物体的高度是负值，重力势能也是值3、势能是标量，+、—表示4、选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能变化的问题，因为在有关重力势能变化的问题中，有确定意义的是重力势能的变化量，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同．5、重力势能是地球与物体所组成的系统共有的，而不是单独具有的任务四：重力势能与重力做功的有何关系?重力势能与重力做功的关系：当物体由高处向低处运动时，重力做正功，物体重力势能减小，也就是WG>0，Ep1>Ep2；当物体从低处运送到高处时，重力做负功(或者说克服重力做功 )，重力势能增加， Epl<Ep2．任务五典型例题分析例题：质量是50kg的人沿着长150 m、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／s2)任务六达标提升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阅读课本，思考问题，学生代表发表见解3、 如图3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【课堂小结】让学生概括总结本节的内容。
新人教高中物理必修二 7.4 重力势能 精品教案
74 重力势能 〖精讲精析〗〖知识精讲〗知识点1重力做功的特点（1）物体运动时，重力对它所做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体的 运动路径无关。
（2）重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。
W G =mgh=mg （h 1-h 2）=mgh 1-mgh 2〖例1〗如图所示，两个轨道均光滑，它们高度相同，让质量均为m 的两个物体分别沿轨道由静止从顶端运动到底端，求：两个物体在运动过程中重力所做的功？〖思路分析〗重力做功与路径无关，由功的定义知，重力对两个物体均做正功，所做的功都是W=mgh〖答案〗W=mgh〖总结〗重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。
物体从高处运动到 到低处重力做正功。
〖变式训练〗如图所示，质量为m 物体分别从倾角为α和β两个光滑斜面上滑下，两斜面的高度均为h ，则下列叙述中正确的是： A 、物体滑到斜面底端的速度相同。
B 、物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率相同。
C 、物体滑到斜面底端时重力所做的功相同。
D 、物体滑到斜面底端时速率相同。
知识点2：重力势能（1）重力势能：我们把物理量mgh 叫做物体的重力势能，常用E P 表示，即E P = mgh 上式表明物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。
（2）重力势能具有相对性。
重力势能的数字表达式E P = mgh 是与参考平面的选择有关的，式中的h 是物体重心到参考平面高度。
当物体在参考平面之上时，重力势能E P 为正值；当物体在参考平面以上时，重力势能E P为负值。
注意物体重力势能的正负的物理意义是表示比零势能大还是小。
（物体在参考平面上时重力势能为零）（3）重力势能的参考平面的选取是任意的。
视处理物体的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能参考点。
（4）重力势能的变化是绝对的。
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。
人教版 高一物理 必修二 第七章 7.4：重力势能 导学案设计(含答案)
§7.4：重力势能姓名【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．【自主导学】1、物体由于而具有的能量叫做重力势能，表达式E P = 。
重力势能是 量，有正负之分。
重力势能具有相对性，与参考面选择有关，式中的h 是指物体重心到的高度。
通常选择 作为参考面，也可以选物体系中的最低点为重力势能零点，这样可以避免出现负势能问题。
在参考平面上方的物体的高度是 值，重力势能也是 值；在参考平面下方的物体的高度是 值，重力势能也是 值；势能是标量，+、--表示大小；选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同．2、重力做功的特点是。
重力做正功，物体的重力势能，重力做负功（也称物体克服重力做正功）时，物体的重力势能。
用公式表示可写成 。
重力势能的变化∆E p == 2P E — 1P E3、势能也叫，是由 决定的，因而重力势能是物体和地球组成的系统共有的。
【合作探究】例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、下抛，那么以下说法正确的是 ( )A、从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等B、从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等C、三个球落地时，重力的瞬时功率相同D、如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力势能变化不相等拓展竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于小球的速度( )A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B、上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C、上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D、上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率例2如图所示，粗细均匀的U形管内装有总质量为m、总长度为 3h的同种液体，开始时两边液面的高度差是h,管底阀门T处于关闭状态，现将阀门打开，当两管液面相等时，液体的重力势能变化了多少？例2【当堂检测】⒈关于重力势能的下列说法中正确的是（）A．重力势能的大小只由重物本身决定 B．重力势能恒大于零C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D．重力势能实际上是物体和地球所共有的2．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（）A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加B. 在同一高度，将物体以初速度V0向不同的方向抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等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做的功与物体所增加的重力势能之和⒊一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（）A．铁块的重力势能大于木块的重力势能 B铁块的重力势能等于木块的重力势能C．铁块的重力势能小于木块的重力势能 D．上述三种情况都有可能4.离地面高度(不为零)相同的两物体甲和已，已知M甲>M已，则(以地面为零势面) （）A甲物体的势能大 B已物体的势能大C甲.已两物体的势能相等 D 不能判断5.用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（）A MgHB HgH+MgaC M(g-a)D Mga6、下列关于重力势能的说法中正确的是()A、重力势能是物体和地球所共有的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，在地球表面以下为负D、重力势能的增量等于重力对物体做的功7、关于重力做功和物体重力势能的变化，下列说法中正确的是()A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B、当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C、重力做功的多少与参考平面的选取无关D、重力势能的变化量与参考平面的选取有关8、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，假设桌面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为()A. -mghB. mgHC. mg(H+h)D. mg(H-h)第8题9、一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（以地面处重力势能为零）() A．铁块的重力势能大于木块的重力势能B．铁块的重力势能等于木块的重力势能C．铁块的重力势能小于木块的重力势能 D．上述三种情况都有可能10、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一程中重力势能的改变量() A．都具有不同的数值 B．都具有相同的数值C．前者具有相同的数值，后者具有不同的数值D．前者具有不同的数值，后者具有相同的数值11、井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体，若以地面为参考平面，则物体的重力势能为；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能为。
2022-2023学年人教必修第二册 第八章 2-重力势能 学案
第八章机械能守恒定律2．重力势能【课标定向】1．理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。
2．定性了解弹性势能。
【素养导引】1．理解重力势能的概念，知道重力做功与重力势能变化的关系、重力势能的相对性，定性了解弹性势能。
(物理观念)2．经历重力势能概念的建立过程，了解“势”的含义，理解重力势能的定义及表达式，会用表达式进行计算。
(科学思维)一、重力做的功1．重力做功公式W G＝mgΔh的推导：(1)设一个质量为m的物体，从与地面高度是h1的位置A竖直向下运动到高度是h2的位置B(图甲)。
这个过程中重力所做的功是W G＝mgΔh＝mgh1－mgh2。
(2)质量为m的物体，从与地面高度是h1的位置A沿着一个斜面向下运动到高度是h2的位置B′，再水平运动到B(图乙)。
物体沿斜面运动的距离为l，则这个过程中重力做的功是W G＝(mg cos θ)l＝mgΔh＝mgh1－mgh2。
由B′至B重力不做功。
2．重力做功的特点：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，与是否受其他力也无关。
[思考]设想你要从某座高楼的第16层下到第1层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下。
两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？提示：相等。
二、重力势能1．定义：我们把mgh叫作物体的重力势能，常用E p表示。
其中h 指的是物体重心到参考平面的高度。
2．表达式：E p＝mgh。
3．重力势能是标量(选填“矢量”或“标量”)，只有大小，没有方向，但有正负之分，正负表示物体位于参考平面的上方或下方。
4．单位：在国际单位制中是焦耳，符号为J。
1 J＝1 kg·m·s－2·m＝1 N·m。
5．重力做功与重力势能的关系：(1)W G＝E p1－E p2(其中E p1表示物体在初位置的重力势能，E p2表示物体在末位置的重力势能)。
(2)两种情况：①物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即W G＞0，E p1＞E p2。
高中物理必修二教案-7.4重力势能40-人教版
《重力势能》教学流程设计一、学习目标定位（一）知识与技能1．理解重力势能的定义及定义式。
2．知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负号的含义。
3．理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。
4．培养探究归纳能力和逻辑思维的能力。
（二）过程与方法1．在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。
2．体会“理论推导”验证问题的方法。
（三）情感、态度与价值观1．从对生活中有关物理现象的观察，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。
2．通过学生之间的讨论交流与协作探究，培养团队合作精神。
3．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。
二、教学重点、难点1．本节课重点是重力势能的概念及对重力势能的应用。
2．本节课难点是如何探究重力势能的概念。
三、教学方法探究法演绎推理法，讲授讨论，分析归纳法。
四、教学教具铁球和橡胶球各一个，五、教学过程（一）创设情境、激趣导入投影多媒体图片：利用生活常见事例，创设问题情景，激发学生兴趣。
（二）探究过程（1）引导探究通过前面对功和能关系的学习，我们知道了怎样判断一个物体具有能量，即：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量；而且对外做功越多，这个物体具有能量就越多。
定义：初中我们学了这种物体由于被举高而具有的能量，叫重力势能。
那么重力势能与什么因素有关呢？提出问题一：重力势能的大小与什么因素有关呢？建立假设：让学生们自己先去猜想一下，建立假设。
检验假设：设计实验，检验假设：运用控制变量法。
归纳总结：重力势能跟物体的质量和高度都有关系；物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。
现在我们知道了重力势能与物体的质量和高度有关，那么到底该怎样的定量计算它呢？展示学习目标引导主体自学（2）自主学习合作探究完成练习册课堂讲义相关知识点多媒体展示问题合作探究一、重力的功思考：重力做功有什么特点呢？二、重力势能思考：重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?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?三、重力做功和重力势能的变化关系？（三）典题演练、巩固各知识点，重难点剖析难点一：为什么重力做功与路径无关？研究重力做功的特点设一个质量为m的物体，沿三种不同路径从高度是h1的位置，向下运动到高度为h2的位置，重力做功各为多少？21)1(mgh mgh mgh W G -==21cos )2(mgh mgh mghmgl W G -===θ21321321)()3(mgh mgh mgh h h h mgh mgh mg hmgW G -==⋅⋅⋅+∆+∆+∆=⋅⋅⋅+∆+∆+∆=课堂小结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。
重力势能学案
第四节重力势能学习目标：1、知道重力做功与路径无关；2、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算；3、理解重力势能的变化和重力做功的关系。
4、知道重力势能的相对性和系统性；学习重点：重力势能的概念及重力做功跟重力势能变化的关系。
学习难点：重力势能的系统性和相对性。
知识回顾：1、力的概念；2、重力是怎样产生的；3、势能的定义；4、功的定义及计算公式。
新课学习：一、重力做功的特点情景体验：若天花板上分别挂一钢球和乒乓球，你在下面有什么感受？同一钢球从不同高度处落下，效果有什么不同？物体重力势能的大小可能和哪些因素有关？你能否列举生活中的实例加以说明？那么怎样定量地表示重力势能呢？功和能的变化是有紧密联系的，你能不能举例说明做功的过程也就是能量转化的过程。
（如物体下落、上升时）设一个质量为m的物体，从高度是h1的位置A竖直向下运动到高度是h2的位置B，如图7-4-1，这个过程中重力做的功是：W G=若物体沿长为l的倾斜直线从高度是h1的位置A降到高度为h2的位置B，如图7-4-2，这一过程中重力所做的功是：W G= =思考：假设所说“倾斜的直线”是个斜面，斜面是否光滑对计算“重力的功”有影响吗？若物体沿任一路径由高度是h1的起点A，运动到高度是h2的终点B，如图7-4-3，重力所做的功是：W G=在这一问题中，你用到了什么思想？结论：重力做功的特点：【课堂训练】1、一质量为5kg 的小球从5m高处下落，碰撞地面后弹起，每次弹起的高度比下落高度低1m，求：小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功？（g=10m/s2）2、沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是（）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二、重力势能1、定义：定义式：E p=2、标矢性：3、国际单位：符号：，思考：重力势能是状态量还是过程量？4、重力势能的变化△E p=E p2－E p1三、重力做功与重力势能变化的关系关系式：其中E p1表示E p2表示思考：若起重机将200kg的货物匀速提升10m，重力做了多少功？货物的重力势能将如何变化？若货物加速上升或减速上升呢？若起重机使200kg的货物匀速下降10m，重力做了多少功？货物的重力势能如何变化？若货物加速下降或减速下降呢？结论：物体向上运动时，重力做功，即，重力势能；重力势能的增加量等于。
2019-2020学年度人教新课标版高中物理必修二教师用书：7-4 重力势能 Word版含答案
姓名，年级：时间：4 重力势能知识点一重力做的功(1)做功表达式：W G＝mgh＝mgh1－mgh2，式中h指初位置与末位置的高度差；h1、h2分别指初位置、末位置的高度．(2）做功的正负：物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功．（3）做功的特点：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．知识点二重力势能(1)重力势能①定义：物体由于被举高而具有的能．②公式:E p＝mgh，式中h是物体重心到参考平面的高度．③单位：焦耳；符号：J。
（2)重力做功与重力势能之间的关系：W G＝E p1－E p2。
知识点三重力势能的相对性和系统性（1)相对性：E p＝mgh中的h是物体重心相对参考平面的高度．参考平面选择不同,则物体的高度h不同，重力势能的大小也就不同．(2）系统性：重力是地球与物体相互吸引产生的，所以重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平时所说的“物体"的重力势能只是一种简化说法．1．同一物体在不同高度时,重力势能不同．（）[答案］√2．不同物体在同一高度，重力势能可以不同．( )［答案］√3．重力做功与位移有关．( )[答案] ×4．同一物体的重力势能E p1＝2 J，E p2＝－3 J，则E p1>E p2。
( ）［答案] √5．重力做功W G＝－20 J时，物体的重力势能减小20 J．( ）[答案] ×1．如图所示，幼儿园小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯．（1）小朋友在滑梯最高点时的重力势能一定为正值吗？在地面上时的重力势能一定为零吗？(2）小朋友沿滑梯下滑时，重力势能怎么变化？小朋友从最高点滑落到地面过程中重力势能的变化与参考平面的选取有关吗?[提示］（1)重力势能是有相对性的，其数值的正、负表示的是物体在现实高度处比在零参考面处时的势能大或小;则小朋友在最高点时，如果选最高点为零势能点,则其重力势能可以是零．（2)下滑时，势能不断减小；小朋友从最高点,滑到地面的过程中重力势能的变化量与参考面的选取是无关的．2．三峡大坝横跨2309 m，坝高185 m，其1820万kW的装机容量为世界第一,847亿kW·h的年发电量居世界第二．想一想三峡大坝为何修建得那么高?[提示] 三峡大坝的一个重要功能是利用水的机械能发电,之所以将其修建得很高，是为了提高大坝的上下水位落差，以利于使更多的重力势能转化为电能．要点一对重力势能的理解1．重力势能的正负重力势能是标量，其数值可正可负也可为零，表示的是相对大小，如图所示．物体在A、B、C三点重力势能的正负如下表．2.(1）重力势能的相对性由于重力势能表达式为E p＝mgh，高度h的相对性决定了重力势能具有相对性．分析上表可知，对于同一物体，选取不同的水平面作为零势能面，其重力势能具有不同的数值,即重力势能的大小与零势能面的选取有关．(2）重力势能变化的绝对性物体在两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体的重力势能的变化量与参考平面的选取无关．【典例】(多选)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,规定桌面为零势能的参考平面，则下列说法正确的是( )A．小球落地时的重力势能为－mgHB．小球落地时的重力势能为－mg（H＋h)C．下降过程中小球所受的重力做正功D．小球从下落到着地过程中重力做功为mg（h－H）［思路点拨] 应用E p＝mgh求重力势能时，首先要选择某一平面为参考平面，确定出物体相对参考平面的高度值，物体在参考平面上方,高度为正值，在下方高度为负值．［解析］规定桌面为零势能的参考平面，小球落地时的高度为－H,小球落地时的重力势能为－mgH，故A正确，B错误;小球从下落到着地过程中小球所受的重力做功W＝mg(h＋H),故C正确，D错误．［答案] AC1计算物体的重力势能，必须首先选定零势能面.2零势能面以下的重力势能均为负值，“＋"、“－"号代表重力势能的大小，因此，比较大小时，一定要带着“＋”、“－"号进行比较.［针对训练] （多选)下列关于重力势能的说法正确的是( )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,一定运动到了轨道的最低点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．在同一高度(相对于参考平面的高度不为0)上的质量不同的物体的重力势能一定不同[解析］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时,重力势能为正；当物体位于零势能面之下时，重力势能为负．一般选择地面或物体运动时所达到的最低点所处的水平面为零势能面，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．在同一高度，重力势能的大小由物体的质量决定,质量不同，重力势能一定不同，选项D 正确．[答案］CD易错警示1．重力势能是物体和地球所组成的物体“系统”共同具有的，通常所说的物体的重力势能是一种简略的习惯说法．2．重力势能的计算公式E p＝mgh，只适用于地球表面及其附近g值不变时的情况,当g值变化时,不能用其计算．要点二重力做功与重力势能的比较1．重力做功与重力势能的比较2。
重力势能,机械能守恒,功能关系分解
4.1 势能的变化与机械功[教学目标]：知识与能力：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.4.了解弹性势能.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[自主学习]：1.物体运动时，重力对它做的功只跟它的_______和________方向上的初末位置有关，而跟物体的运动_______无关。
重力做功的公式为 W G=______________2.物体由于被举高而具有_______，我们把物理量_______叫做物体的重力势能，常用EP表示，表达式EP=_______，是______量。
在国际单位制中单位为_______，符号_______。
3.重力势能具有相对性，选择不同的______________物体的重力势能的数值是不同的，但重力势能的差值_______。
4.重力势能是______________所组成的系统所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
5.物体发生形变时具有的势能叫做_________。
类比猜想弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关?6.重力做功与重力势能的关系式是__________________________，当物体的重力做正功时，WG>0，即EP1_____EP2，重力势能_______；当物体的重力做负功时，WG<0，即EP1_____EP2，重力势能_______ 如果重力做正功，重力势能________，________的重力势能____重力对物体做的功如果重力做负功，重力势能________，________的重力势能____物体______重力做的功7.如果弹力做正功，弹性势能________，________的弹性势能____弹力对物体做的功如果弹力做负功，弹性势能________，________的弹性势能____物体______弹力做的功思考：1.重力势能的正负表示什么意义？与速度的正负，功的正负，温度的正负意义是否相同？2.重力势能的改变量ΔEP的正负表示什么意义？课堂案例例1：一个质量为2Kg，半径为10cm的篮球，放在水平地面上，其重力势能是多大？【讨论】：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？例2：★★如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=0.4m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)题后总结：选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值________；对一个确定的过程，WG和△EP 与参考面的选择________例3.质量为100g的小球从高2米处落到水平地面上，又弹回到1.5米处。
《重力势能》教案
《重力势能》教案《重力势能》教案1一、教学目标：（一）知识与技能1．理解重力势能的概念，强调“势”的含义，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和系统性。
（二）过程与方法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。
（三）情感、态度与价值观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。
二、教学重难点：1.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。
2.教学难点：重力势能的相对性和系统性。
三、教学过程：(一）新课引入我们在追寻守恒量一节中找到了一个不变的量，并把它叫作能量。
对于能量是如何来定义或是量度的呢？我们物理学中是通过功能关系来定义，并规定：功是能量转化的量度。
实际上，物体做功的过程就是能量转化的过程。
比如：把一个质量为m的物块举高，物块要克服重力做功的过程中，同时伴随着它的重力势能也在变化。
这节课，我们就从重力做功的角度来定量地研究重力势能的表达式。
[板书：重力势能](二)新课教学1．重力做的功[板书]提问1：前面我们提到恒力做功（除摩擦力外）有什么特点？如1，小球在力F作用下由A点运动到B点过程中，力F做功怎么求？(学生)答：恒力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置有关。
力F做的功为：。
总结：对于给定的物体，其重力所做的功应该也有这个特点。
（1）重力做功的特点：重力对物体做的功只跟它的起点和终点的位置有关,与物体运动的路径无关。
[板书]提问2：怎么来证明呢？（让学生看书思考一下）教师提示：如2所示，物体由A点沿三条不同的路径运动到B点的过程中，重力做的功为多少？（这里用到了微元思想）总结：在这个过程中，重力所做的功都为：，得证重力做功与其运动路径无关，只与初末位置有关。
扩展：对于今后凡是碰到哪个力做功与路径无关，我们都可以引入一个相应的势能概念。
高中物理必修二教案-7.4重力势能26-人教版
重力势能教学设计教材分析:本节教材首先提出重力势能的基本定义，指出物体由于被举高而具有的能为重力势能，接着引出在物体被举高的过程中，伴随着重力做功，然后通过分析重力做功与路径无关的特点，推导得出重力势能的表达式。
最后教材又安排了重力势能的相对性以及重力势能是与地球系统共有的特点这部分知识，以便完善和加深学生对重力势能的理解。
新教材在知识安排上与老教材相比有很大不同。
老教材在给出“功是能量变化的量度”这一结论后探究重力做功与重力势能的变化关系，从而引出重力势能。
而新教材对这一思想的引入采用的是逐渐渗透的方式。
在对生活中生动实例的定性分析以后，引入重力做功，给出重力势能的表达形式，让学生在阶梯式的学习中自己寻找“功与能量”的关系。
提升了学生对物理知识的兴趣，锻炼了学生的物理思维能力。
学生分析：（1）高一学生对事物的认知还停留在具体的形象思维上，抽象的逻辑思维的建立还需要时间。
所以在教学中我们要借助图片视频等直观手段逐渐引入抽象的物理概念。
（2）重力势能是学生在初中已经接触过的，但当时只停留在定性的分析上。
新课应注意对知识从定性到定量的转化。
教学目标分析：1.知识目标（1）理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式计算。
（2）会推导重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。
（3）知道重力势能的相对性。
2.技能目标（1）根据功能关系，推导出重力势能的表达式（2）学会从功能关系上解释和分析物理现象。
3.情感目标渗透从对生活中有关物理现象的解释，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。
渗透社会公德教育，让学生认识到高空抛物的危害。
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。
教学难点重力做功与路径无关及重力势能的相对性。
教学过程设计。
物理人教版必修2全套教案7.5《重力势能》
重力势能一、教学目标1．理解重力势能的概念：(1)知道什么是重力势能，强调“势”的含义。
(2)通过做功与能量关系，得到重力势能公式E p＝mgh，知道在国际单位制中，势能的单位是焦耳(J)；势能是标量。
(3)了解重力势能的相对性及势能差的不变性。
2．掌握重力做功特点及重力做功与重力势能变化的关系，应用其解决相关问题。
3．知道弹性势能及其相关因素。
二、重点、难点分析1．本节重点是重力势能的表达，重力做功与重力势能变化的关系。
2．对于势能这种潜在做功能力的理解：一旦做了功，势能就发挥出来而减少了。
3．要强调重力做功与重力势能变化的相反量的关系，这在初学时很容易发生错误，所以应作为难点强调。
三、教具投影仪及幻灯片(主要用于把课上要举的例题和图打出，节约时间和黑板空间)。
四、主要教学过程(一)引入新课我们已知道运动的物体具有动能，那么静止的物体是否有能量？我们又是如何知道它是否具有能量的呢？根据学生的回答引出新课内容。
(二)教学过程设计1．重力势能利用刚才学生举的例子说明，被举高的重物一旦下落就可以做功，表明处于一定高度的重物“储存”着一种能量，这就是重力势能，即：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量。
从重力势能的含义可以看出，它与物体的重力和高度有关，到底是什么关系呢？2．重力势能公式功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。
例如，用一外力把一质量为m的物体匀速举高h，由于是匀速上升，物体的动能不变，外力举高物体做的功W＝mgh全部用于增加物体的重力势能。
而此过程中克服重力做功亦为mgh，也就是克服重力做了多少功，就获得了多少重力势能。
用E p表示势能，则处于高度h处的物体的重力势能为：E p＝mgh即重力势能等于物体重力与高度的乘积。
从势能公式的指导可以看出，它与功一样，在国际单位制中的单位也是焦耳(J)，而且也是标量。
它是由物体所处的位置状态决定的，所以与动能一样是状态量。
如图1，请学生分别写出以桌面和地面为零点的小球的重力势能：E p1＝mgh1，E p2＝mg(h1+h2)，可以看出，结果是与零点选取有关的，因此在表达重力势能时，要指明势能零点的位置。
高中物理必修二教案-7.4重力势能4-人教版
7.4《重力势能》教学设计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.课时安排1课时教学目标一、知识与技能1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算.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和系统性.二、过程与方法1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式.2.学会从功和能的关系上解释和分析物理现象.3.通过模拟生活场景，使学生深刻掌握做功与路径无关的本质.4.通过对结果的分析，培养学生发散性思维，及分析、推理、归纳的能力.三、情感态度与价值观1.通过对举例实例，引发学生思考讨论，以及得出本节课物理知识的过程和方法，激发学生探索的兴趣和热爱科学的精神.2.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.教学过程导入新课情景导入屏幕投影展示下面几幅图片，让学生自己仔细观察，并自己提出问题来讨论.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人失踪问题：1.我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们的是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤.但是一旦大量积雪从高处滑下形成雪崩.一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难……为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？发生的雪崩为什么具有这么大的能量？2.通过实例现象，你能说出这么大的能量与哪些因素有关？实验引入教师展示图片，模拟实验：小桌、铁块（一大一小两个）、盛满沙的小盒,如图.先让学生猜测重力势能的影响因素.通过学生分组讨论，由学生代表表述自己的想法，重力势能的影响因素有哪些？然后分别设计实验，验证学生的猜想.推进新课一、重力的功问题：物体的重力势能跟哪些影响因素有关呢？通过功的定义，写出重力势能的表达式，再一次引出重力势能的影响因素：物体的质量与高度，并与定义作对比.模拟情境设置：物理小桌放在盛满沙的盒子中，比较质量不同的两个铁块落在小桌上时小桌陷入的深度；比较同一铁块从不同的高度落在桌子上陷入的深度.实验一：用质量不同的两个铁块从同一高度释放，观察小桌陷入沙子中的深度.实验二：用同一个铁块从不同高度释放，观察小桌陷入沙子中的深度.学生认真操作实验，并记录观察到的实验现象.现象：在实验一中，铁块的质量越大，小桌陷入沙子中的深度越大；在实验二中，铁块释放的高度越高，小桌陷入沙子中的深度越大.通过以上实验的进行，学生深切感受两个影响因素对重力势能的影响，并从中总结具体是怎样影响的：物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大.因此，要研究重力势能，就不能脱离对重力做功的研究.二、重力势能复习势能的概念：相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能量，称为势能.mgh这个物理量具有特殊的物理意义，一方面与重力做功有关（相互作用），又随高度的变化而变化（凭借其相对位置），具有了势能的特征.物理学中，把物理量mgh叫做物体的重力势能，用E p表示.理解：1.定义.2.表达式：E p=mgh3.单位：焦耳（J）4.标矢性：标量问题:重力做功引起了物体位置的变化，物体位置变化引起重力势能变化，重力做功与重力势能变化有什么关系呢？三、重力做功与重力势能变化的关系由一二的分析不难看出，重力做功和重力势能的关系为：W G=E p1-E p2当物体下落时，重力做正功mgh，W G>0，即E p1>E p2，这说明，重力做功，重力势能E p减少，减少的值等于重力所做的功.同理，当物体上升时，重力做负功-mgh，重力势能E p增加的值等于重力所做的功，注意：重力做负功也可以说成物体克服重力做功.重力做功是重力势能变化的量度.重力做功的特点：创设情景，引导学生推导重力做功的特点:如图，提出物体从A到C的几种情况，让学生写出在这几种情况下，物体从A→C，重力做的功：图A是物体由A做自由落体到B，再水平运动到C，容易得出此过程中，重力做功为mgh；图B是物体沿斜面由A滑到C，重力做功为：mgs·sinθ=mgh；图C是物体沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面组成，利用图B的结论可以得出，重力做功也为mgh.还可从A到BC面画任意路径让学生求重力做功，可以看出结论都为mgh.学生从以上三个过程的推导中容易得到重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与物体起点和终点位置的高度差有关.四、重力势能的相对性问题：将一个质量为5 kg的铁球放在4楼一张1.5 m高的桌子上，已知每层楼的高度均为2.5 m，求铁球的重力势能.要求学生分组计算，让各小组代表自由表述自己的计算结果，教师暂不作评价.预测学生的计算情况，在高度的数值代入上有不同的意见.出现计算上的矛盾，此时，教师引导学生感受由于参考面的选取不同，给计算造成了不便，无法计算.因为没有说明物体的高度是以什么位置为零高度.请学生分别写出上图中以B和地面C为零点的物体的重力势能：E p1=mgh1，E p2=mg(h1+h2)，（h1=AB，h2=BC）.总结：1.重力势能具有相对性，是与零点选取有关的，因此在表达重力势能时，要指明势能零点的位置.我们把重力势能为零的水平面叫做零势能面.通常以水平地面为零势能面.2.对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，高度是正值，重力势能也是正值；在参考平面下方的物体，高度是负值，重力势能也是负值.物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少.自主学习：学生分别写出以B和地面C为零点情况下，物体落在B和落在地面C上时与初态的重力势能差：ΔE p1=-mgh1,ΔE p2=-mg(h1+h2)，这是与零点选取无关的.师生总结：不论我们如何选择参考系，对于一物理过程，重力势能的改变是一定的.我们今后的学习中，更多地是研究某物理过程中重力势能的变化，这时我们就可以适当选择参考系使问题简化，而不会影响结果.五、重力势能的系统性重力是物体与地球之间的作用力，因此重力势能是物体与地球组成的系统所共有的.课堂练习：课后习题3题课堂小结本课主要学习了以下内容：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.重力势能的表达式.3.势能是标量，单位是焦耳.4.重力做功与重力势能的关系（重点）.5.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、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.6.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关.布置作业教材“问题与练习”第1、2、4题.板书设计4 重力势能1.重力势能：地球上物体由于处于一定的高度而具有的能量.2.重力做功与重力势能的关系3.重力势能具有相对性4.重力势能是地球跟物体组成的系统所共有的.。
高中物理人教版必修2《重力势能》教学设计
高中物理人教版必修2《重力势能》教学设计第一篇：高中物理人教版必修2《重力势能》教学设计§7.4 重力势能本节知识点是人教版高一物理第七章第四节的内容，在此之前，学生已初步认识到处理动力学问题可以从两个方面去思考：1、牛顿运动定律和运动学的相关规律；2、力做功与能量变化之间的关系。
本章节主要是从第二方面着手探究动力学问题。
本节强化的一个思想是从定性到定量地探究重力做功与重力势能变化的关系。
同时本节中重力做功与重力势能的变化之间的关系也是“机械能守恒定律”的必备知识。
本节的讲解思路也为学生学习电势能打下坚实的基础。
一、教学目标: 1.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。
3)．知道重力势能的相对性。
2.过程与方法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、态度与价值观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。
二、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。
三、教学方法：探究、讲授、讨论、练习四、教学手段：多媒体辅助教学课型：新授课（1课时）五、教学活动：[新课导入](多媒体投影演示．引发学生有意注意，引导学生进入状态)雪崩；陨石坑等等。
师：从刚才的画面中，同学们想到了什么，从做功和能量转化的角度分析问。
生：雪，陨石等物体下落过程中它们受到的重力对它们做了功。
据功和能的关系，既然重力做了功，表明这些物体在没有下落之前具有。
因为一个物体能够对外做功，所以这个物体具有能。
师：由于物体被举高而使物体具有的能量是什么能？生：在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
师：那么重力势能的大小与什么有关？学生探究：1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉• • • 2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉• • • 师生分析：重力势能的大小与物体的高度和质量有关 [新课教学]一、重力的功师：重力做功与什么因素有关呢？我们现在就通过几个例子来探究一下。
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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\<Ep2
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？。