第四节重力势能学案

即墨一中高一物理导学案11

§7.4 重力势能

课型：新授编写：解卫雅复核：隋淑峰编写时间：2012-4

学习目标：

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．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。

3．知道重力势能的相对性。

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．

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。

课前预习

一、重力做功

1．物体运动时，重力对它做的功只跟它的_______和________有关，而跟物体运动的_______无关。

物体被举高时，重力做_______；物体下降时，重力做________。

2．重力做功的公式：__________________

预习检测1：沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物体到顶端，以下说法中正确的是( )

A.沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多

B.沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多

C.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少

D.上述几种情况重力做功同样多

预习检测2：用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法( )

A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零

B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功

C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零

D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功

预习检测3：一质量为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)

二、重力势能

1．物体的重力势能等于它所受的________与所处________的乘积。即E p=_________ 重力势能单位：________。

2．重力势能具有__________（填“相对性”“绝对性”），它是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做_______。重力势能属于________和_______所组成的这个系统所共有的。

预习检测4：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

预习检测5：以下说法中，正确的是：（ ）

A ．重力势能大的物体，离地面高度大

B ．重力势能大的物体，所受重力一定大

C ．重力势能大的物体，质量不一定大

D ．重力势能大的物体，速度不一定大。

进行新课

例题1：如图7-4-1所示，质量为m 的小球从高为h 的斜面的A 点滚下经水平面BC 后，再滚上另

一斜面，当它到达h ／3高度的D 点时的速度为零，此过程中物体重力做的功是多少?

总结与反思：重力做功的特点是

（1）重力做功与物体运动的具体路径 关，只与初末位置的 有关，不论是光滑路径

或粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末位置的高度差相同，重力做功就 。

（2）重力做功的大小W G = ，其中h 为 。

例题2：如图7-4-2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 （ ）

A ．mgh

B ．mgH

C ．mg （H+h ）

D ．mg （H-h ）

总结与反思：重力势能的理解

(1)重力势能具有系统性：由物体和地球的相对位置所决定的能叫重力势能，它是 和 共

有的。

(2)重力势能具有相对性：重力势能E p =mgh 式中h 是物体到 的高度，参考平面的选取会影

响重力势能的值，在参考平面内，物体的重力势能为 ；在参考平面上方的物体，重力势能为 值；在参考平面下方的物体，重力势能为 值。

(3)重力势能是标量,但有正负，且正负能反映和比较重力势能的 。

例题3：质量为100g 的球从1.8m 的高处落到水平面上,又弹回到1.25m 的高度.在整个过程中重力对

物体做的功是多少?球的重力势能改变了多少?

总结与反思： 重力做功和重力势能改变的关系

(1)重力势能的改变量只与重力做功 关，跟物体做什么运动以及是否同时还有其他作用力

（如牵引力，阻力等）的存在 关。

(2)重力对物体做多少正功,物体的重力势能就 多少；重力对物体做多少负功,物体的重力

势能就 多少.即:W G = E P1－E P2=－(E P2－E P1)，或 W G = 。

(3)重力势能变化具有绝对性：尽管重力势能的大小与参考平面的选择 关，但重力势能的变

化量都与参考平面的选择 关，这体现了它的不变性（绝对性）。 7-4-1 7-4-2

【当堂检测】

1．关于重力势能的说法正确的是：( )

A．重力势能只由重物决定 B．重力势能不能有负值

C．重力势能的大小是相对的 D．物体在两位置上重力势能之差是绝对的。

2．在距地面高5 m的平台上，以25 m/s的速率竖直向上抛出一质量为1 k g的石块，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则抛出后第3 s内重力对石块所做的功是( )

A．-100 J B．50 J

C．100 J D．0 J

3．以下叙述中正确的是（）

A．重力对物体做功越多，物体的重力势能越少；

B．物体克服重力做功越多，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。

【课后巩固与练习】

1．质量相同的实心木球和铜球，放在同一水平桌面上，则它们的重力势能是（）A．木球大； B．铜球大； C．一样大； D．不能比较。

2．重力做功与重力势能变化的关系正确的是( )

A重力做功不为零，重力势能一定变化 B重力做正功，重力势能增加

C重力做正功，重力势能减少 D克服重力做功，重力势能增加

3．关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是( )

A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；

B．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；

C．地球上每一个物体的重力势能都有一个确定值；

D．重力做功的多少与参考平面的选取无关。

4．一根长L＝2 m，重力G＝200 N的均匀木杆放在水平地面上，现将它的一端从地面抬高0.5 m，另一端仍搁在地面上，则物体重力势能的变化量为(g＝10 m/s2)( )

A．400 J B．200 J

C．100 J D．50 J

5.空中某点，将三个相同小球以相同的速率v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出到落地，下列说法正确的是( )

A.重力做功相同

B.重力的平均功率相同

C.竖直下抛的小球的重力平均功率最大

D.落地时重力的瞬时功率相同

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.重力做功为-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