重力做功与重力势能的变化

重力做功与重力势能的变化

一、三维目标

（一）知识与技能

1. 深刻理解重力做功的特点及知道重力势能的定义。

2．理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳。

3．知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义，知道重力势能具有系统性。

4．理解重力做功与重力势能变化量的关系。

（二）过程与方法

1．根据重力做功，引导学生知道重力势能的表达方式。

2．通过数学变形推导，得出重力做功与重力势能变化的关系式。

3 . 通过典型试题讲解与练习，使学生掌握本节课的知识点。

（三）情感、态度与价值观

1．培养热爱科学，崇尚科学的品质

2．注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养探索自然规律的兴趣。

二、重点·难点

重点：重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。

难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性、及W G =Ep 1-Ep 2 关系的得出及应用

三、课时安排 ：1课时

【引入新课】

当物体自由下落时，重力对物体做正功，物体的运动速度增加，物体的动能增加，必有

其他形式的能转化为物体的动能，是物体的重力势能,通过重力做功，将重力势能转化成动能。那么重力做功与重力势能变化有什么关系呢？

（一）、重力做功

回忆功的计算公式，cos w Fs α=（F 为恒力），而物体重力大小方向都恒定，故

cos G w mgs α=,cos s α是物体竖直的分位移，

也就是物体始末位置的高度差h,综上重力做功与物体经过的路径无关。

1、重力做功的计算公式G w mgh =（h 是物体始末位置的高度差）

若物体上升，重力做负功。物体下降，重力做正功

2、重力做功的特点：重力做功与物体经过的路径无关

（二）、重力势能

（l ）定义：物体由于被举高而具有的能量．重力势能与那些因素有关？

现在来分析论证：投球的质量为m ，从高度为1h 的A 点下落到高度为2h 的B

点，如图所示，重力所做的功为

21mgh mgh h mg W G -=∆=

（2）重力势能的表述式

mgh E p = 物体的重力势能等于它所受的重力和它的高度的乘积

（式中的h 是指物体的重心相对于参考平面的高度）。

（3）重力势能是标量，也是状态量，其单位为J

（4）重力势能是物体和地球共有的，但是我们习惯说物体的重力势能

（5）重力势能具有相对性（h 为物体重心相对于参考平面的高度）

a.重力势能总是相对于某一个水平面来说的，这个水平面叫参考平面

选择那个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面。

b.选择不同的参考平面，物体重力势能的大小是不同的。

c.对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，高度为正值，重力势能也是正值。

在参考平面下方的物体，高度为负值，重力势能也是负值。在参考平面上的物体，高度

为零，重力势能也是零

d.重力势能的大小有正负，正负表示大小。

巩固练习：质质量为m ，从高度为1h 的A 点下落到高度为2h 的B 点，确定A 、B 两点

小球的重力势能。（1）选择地面作为参考平面（2）以B 处所在的水平面作为参考平面（3）以A 处所在的水平面作为参考平面（4）小球从A 点运动到B 点重力势能的增量。

（6）重力势能的变化量具有绝对性。

（三）、重力做功与重力势能变化量的关系

（1）重力做功也可以写成12G p p p W E E E =-=-∆

这种功能关系不仅适合于直线运动，也适合于曲线运动。

（2）重力做正功，物体的重力势能减少。重力做负功，物体的重力势能增加。

（四）、与学生共同探讨课本上的案例分析。

（五）、随堂练习

1．如图所示，物体从A 点出发，沿3条不同的轨道运动到B 点，则在移动的过程中重力做功的情况是（ ）

A ．沿路径I 运动，重力做功最多

B ．沿路径II 运动，重力做功最多

C ．沿路径III 运动，重力做功最多

D ．无论沿哪条路径，做功都一样多

2．下面关于重力势能的说法中，正确的是（ ）

A ．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值．

B ．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛，落到地面时，物体的重力势能 变化是相同的．

C ．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同．

D ．物体的重力势能具有相对性，重力势能的增量具有绝对性．

3．质量为1kg 的物体做自由落体运动，下落1s 时，物体重力做功为_______物体的动

能为 ，物体的重力势能减少了 ．

4.一个砖块不同的表面接触地面它的重力势能相等吗？

（六）、小结及作业布置 P61 2、3

（七）、板书设计

一、重力做功

1、重力做功的计算公式G w mgh =（h 是物体始末位置的高度差）

2、重力做功的特点：重力做功与物体经过的路径无关

二、重力势能

（l ）定义：物体由于被举高而具有的能量

现在来分析论证：投球的质量为m ，从高度为1h 的A 点下落到高度为2h 的B 点，如图所示，重力所做的功为

21mgh mgh h mg W G -=∆=

（2）重力势能的表述式

mgh E p =

（3）重力势能是标量，也是状态量，其单位为J

（4）重力势能是物体和地球共有的，但是我们习惯说物体的重力势能

（5）重力势能具有相对性（h 为物体重心相对与参考平面的高度）

重力势能的大小具有正负，正负表示大小。

（6）重力势能的增量具有绝对性。

三、重力做功与重力势能变化量的关系

（1）重力做功也可以写成12G p p p W E E E =-=-∆

这种功能关系不仅适合于直线运动，也适合于曲线运动。

（2）重力做正功，物体的重力势能减少。重力做负功，物体的重力势能增加。