教科版高一物理必修二教案：4.3 势能

第四节重力势能

知识目标

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．

技能目标

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形象．

情感目标

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．

教学过程：

合作探究1 预习教材64页重力做的功部分回答以下问题

小球质量为m，A、B到地面高度分别为h1和h2，用求恒力功的公式，表示求出三种情况下重力做的功。

归纳结论：

知识点1、重力做的功

1．特点

只跟物体运动的_______和_______的位置有关，而跟物体运动_______无关。

物体下降时重力做_______功；物体被举高时重力做_______功。

2．表达式

WG＝_______＝mg(h1－h2)，其中h1、h2分别表示物体_______和_______的高度。

自主学习预习教材65-66页

知识点2重力势能

1．特点

与物体相对地球的______________有关。

2．大小

物体的重力势能等于它所受________与所处________的乘积。

3．表达式

Ep＝__________

4．单位

__________，与功的单位相同。

合作探究2

如图,小球质量为5kg,A 位置到桌面高度h 1=3m ，桌面到地面高度h 2=4m 。求：

归纳得到

知识点 3重力势能的相对性和系统性

1．相对性

重力势能总是相对选定的__________而言的。(该平面常被称为零势能面)

（1）选择不同高度的平面为参考平面，同一物体的重力势能是；

（2）视处理问题的方便而定，一般选择

为零势能面；

2．标矢性所选择的参考平面 PA E

PB E PC E 地面

桌面

A 点所在平面

重力势能为_______，其正负表示重力势能的。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_______所组成的系统共有的。

合作探究3

结合上面的表格，填写以下表格（ΔE P= )

所选择的参考平面A到C过程重力

势能变化量

PAC

A到C过程中重

力做功AC

C到B过程重力

势能变化量

PCB

C到B过程中重

力做功CB

地面桌面

归纳得到

知识点4重力做功与重力势能变化的关系

1．表达式

________________

2．两种情况

(1)当物体从高处运动到低处时，重力做_______，重力势能_______，即W G>0，E p1>E p2。

(2)当物体由低处运动到高处时，重力做_______，重力势能_______，即W G<0，E p1

(3)物体从一个位置运动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，它的变化量是。

思考：教学楼每一楼层高3.5m，一名同学质量为50kg，他从1楼爬到5楼过程中重力势能的变化量为多少？

3.求解重力势能变化的两种方法：

（1）

（2）

学习反馈

『判一判』

(1)物体只要运动，其重力一定做功。()

(2)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。()

(3)同一物体的重力势能Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则Ep1>Ep2。()

(4)在同一高度的质量不同的两个物体，它们的重力势能一定不同。()

(5)重力对物体做负功，高度增加，物体的重力势能一定增加。()

例1、下列关于重力势能的说法中正确的是()

①重力势能是物体和地球共同具有的，而不是物体单独具有的

②在同一高度，将同一物体以v0向不同方向抛出，落地时物体减少的重力势能一定相等

③重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

④在地面上的物体，它的重力势能一定为零

A．①②B．③④

C．①③D．②④

例2、关于重力势能，下列说法中正确的是()

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－5J变化到－3J，重力势能变大了D．重力势能是标量，不可能有正、负值