重力势能-导学案

7.4 重力势能导学案

【学习目标】

1.弄清重力做功与路径无关的特点。

2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式去求解。

3.理解重力做功与重力势能的关系。

【学习重点】重力做功的特点及重力做的功跟物体重力势能的关系。

【自主学习】

1. 重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只与物体运动的和

有关，而跟物体运动的无关。

2. 重力势能：物体由于被举高而具有重力势能。

⑴重力势能E P的表达式

⑵重力势能的单位：，重力势能是量。（标量还是矢量）

3. 物体的高度发生变化时，重力对物体做功；物体被举高时，重力做_____功，物体的重力势能（增大还是减小）；物体下降时，重力做功，物体的重力势能（增大还是减小）。

4. 重力做功和重力势能变化的关系式

是。

5. 重力势能是相对的，所以在计算重力势能之前必须选定。在参考面

的，重力势能是正值，在重力势能的值是零。在参考面

的，重力势能取负值，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重力势能要。重力势能的正、负表示大小，参与重力势能大小的比较。选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不相同的。

6. 重力势能和重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力，所以说重力势

能是地球与物体所组成的物体系统所共有的，说明了重力势能具有。

【课堂探究】

一．重力的功（重点）

[探究1]：重力做功与路径的关系？

分析以下三种情况重力做功分别是多少，总结重力做功的特点。

结论：根据上述的计算与分析可知：重力对物体做的功只跟它的_____ _ 和 _ _有关，而跟物体的_____________无关．

二．重力做的功和重力势能的关系（重点）

1. 重力势能（Ep）：物理学中把mgh叫做物体的重力势能，也就是说物体的重力势能等于

它所受的重力与所处的高度的乘积。表达式：______

[探究2]：重力做功与重力势能变化的关系？

⑴当质量为m的物体由高处A向低处B运动时：

① W G=

② E P初= E P末=

③ E P初- E P末=

结论：W G E P初- E P末（大于、小于还是等于）

⑵当质量为m的物体由低处B向高处A运动时：

① W G=

② E P初= E P末=

③ E P初- E末=

结论:W G E P初- E P末（大于、小于还是等于）

总结归纳：

⑴物体由高处运动到低处时，重力做功（正或负），重力势能（增大或减小），

也就是W G 0，E P初 E P末（大于还是小于），重力势能减少的数量重力所做的功。

⑵物体由低处运动到高处时，重力做功（正或负），重力势能（增大或减小），

也就是W G 0，E P初 E P末（大于还是小于），重力势能增加的数量物体克服重力所做的功。

思考：如果上述运动过程中物体做加速、匀速、减速运动，结论是否有变化？

⑶ 重力势能的变化只与重力做功有关，和其他力做功 ，即重力势能的变化只是重力做功引起的。

(4)重力做功与重力势能变化的关系：WG = ___________ 三．重力势能的相对性（重点）

[探究3]：如图所示，质量m = 0.5kg 的物体，从桌面上方高h 1 = 1.2m 的A 点落到地面上

的B 点，桌面离地面的高度h 2 = 0.8m ．请完成下列问题：(g=10m/s 2

)

结论：选择不同的参考平面，物体的重力势能Ep 是_______，但是势能的差值△Ep 是 。 总结归纳：

重力势能具有相对性。即：选不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的．

① 在参考平面的物体，Ep ＝0； ② 在参考平面上方的物体，Ep>0；

③ 在参考平面下方的物体，Ep<0（为负值，含义：重力势能比放在参

考平面上的物体小）；但是，某一过程重力势能的变化△Ep 与零参考面的选择无关。

四．重力势能的系统性（了解）

（1）重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的

（2）不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的．

【当堂检测】

h 1

A

1．下面有关重力势能的说法中，正确的是()．

A．被举得越高的物体，具有的重力势能越大

B．质量越大的物体，具有的重力势能越大

C．物体的重力势能不可能为零

D．物体的重力势能可能小于零

2．如右图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为

（）

A. mgh B．mgH C．mg(h+H) D．— mgh

3．如右图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高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滑下重力做的功多

B．沿轨道2滑下重力做的功多

C．沿轨道3滑下重力做的功多

D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多

4（双项）关于重力势能，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

5 .质量为3kg的物体放在高4m的平台上，取

2

/

10s

m

g 。求：

(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？

（2）物体相对于地面的重力势能是多少？

（3）物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？

重力势能课时作业