山东省荣成市第三中学高中物理必修二74重力势能学案(无答案)

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【学习目标】

1、认识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进行计算。

3、理解重力做功与重力势能的变化的关系。

4、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。

【自主学习】

一、重力做功

阅读教材第59页图7.4－1、图7.4－2、图7.4－3及“重力的功”部分。完成下列问题。

1、看图7.4－1，根据力对物体做功的公式，计算物体由A点竖直向下运动到B点过程中重力做的功。

2、看图7.4－2，根据力对物体做功的公式，计算物体由A点沿倾斜面运动到B点过程中重力做的功。

3、看图7.4－3，根据力对物体做功的公式以及图象法（无限分割思想），计算物体由A点沿曲线运动到B点过程中重力做的功

【结论】根据上述的计算与分析可知道：

1、重力做功的关系式：

2、重力做功的特点：

二、重力势能

认真阅读教材65、66页，回答下面几个问题

1.物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量. 特殊意义在于什么？

2.重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?

3.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?

4、重力势能的相对性和系统性

我们在研究一个物体重力势能时应先选择参考平面．参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．可见，重力势能具有相对性．选择哪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。

注意：

（1）在参考平面上方的物体的高度是值，重力势能也是值。

（2）在参考平面下方的物体的高度是 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．

（5）重力势能是地球与物体所组成的系统共有的，而不是地球上的物体单独具有的。

三、重力做功与重力势能的关系

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

）

若将小球由B 点提升到A 点，完成下面的表格：

思考：如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？ 【小结】物体重力做功W G 与物体重力势能的变化量ΔE p 有何关系？

随堂训练：

1、一物体质量为m ，重力加速度为g 。

（1）若以C 平面为零势能面，物体在A 处的重力势能为 。 （2）若以B 平面为零势能面, 物体在A 处的重力势能为 ，物体在C 处的重力势能为

。

A 处的重力势能和C 处的重力势能大小关系是 。“+”、“—”表示是: 。

2、一个小球在某位置具有的重力势能为14J ，运动中克服重力做功为9J ，小球的重力势能变为 。

3、一物体运动过程中重力势能由80J 变为230J ，则此过程中重力做功为 。

必修二7.4 重力势能

设计人：梁艳审核人：王宏箭序号：32

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【巩固提高】

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

3.关于重力势能的理解，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

4．以下叙述中正确的是：（）

A．重力对物体做正功，物体的重力势能增加；

B．物体克服重力做正功，物体的重力势能越少；

C．重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零；

D．物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。

5. 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，不计空气阻

力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能（）

C、mg（H+h）

D、mg（H-h）

6.物体在运动过程中，克服重力做功50J，则( )

A.重力做功为50J

B.物体的重力势能一定增加50J

C.物体的重力势能一定减小50J

D. 物体的重力势能一定是50J

7.井深8m ，井上支架高为2m ，在支架上用一根3m 长的绳子系住一个重100N 的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)( ) A.100J

B.700J

C.－100J

D.无法确定

8．在排球比赛中，某运动员用400 N 的力把质量为270 g 的排球从2．8 m 的高度扣向对方的场地内．在球被扣到落地的过程中，排球的重力势能变化了多少? 重力对他所做的功是多少? (g 取10m ／s 2)

9．能的几种理解，正确的是( ) A.重力势能的大小只是由物体本身决定的 B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C.重力势能恒等于零

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的问题

10．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，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面时的重力势能为( ) A.mgh

B.mgH

C.mg (h +H ) D .-mgh

11．一物体从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

12、甲、乙两物体，乙甲m m 5 ，从同一高处自由下落2s ，重力做功之比是多少？重力势能的变化量之比是多少？