高中物理必修2-重力势能导学案和训练案

113114重力势能预习案【预习目标】1.知道重力做功与路径无关这一特点；2.建立从重力做功出发，探寻重力势能表达式的思想，并会利用表达式进行相关计算；3.理解重力做功和重力势能变化的关系；4.知道重力势能具有相对性、是物体和地球组成的系统共同拥有的。【自主学习】1.势能的概念：。2.力做功的表达式：。重力做功的特点：。3.重力势能的概念：。重力势能的表达式：Ep=。4.重力势能是量，有无；单位：。5.重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功，物体的重力势能将_____；重力做负功，物体的重力势能将________。6.物体的重力势能总是相对某个参考平面来说的，我们规定这个参考平面的重力势能为__________，参考平面选取不同，重力势能的数值就。但重力势能的变化量ΔEp却与参考面的选择____关。7.重力势能是这个系统共有的。【预习自测】1.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.重力势能的减少量等于重力对物体做的功C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0D.重力势能是物体和地球共有的，不是物体独有的E.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定F.一个物体的重力势能从﹣3J变化到﹣5J，重力势能变大了G.物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大2.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（）A．mghB．mgHC．mg（H+h）D．mg（H-h）【我的疑惑】（预习中你存在的问题）探究案【学习目标】1.知道重力做功与路径无关这一特点。2.建立从重力做功出发，探寻重力势能表达式的思想，并会利用表达式进行相关计算。【重点难点】3.理解重力做功和重力势能变化的关系。【重点】4.知道重力势能具有相对性、是物体和地球组成的系统共同拥有的。【难点】一、重力做功是否与路径有关？（求下列三种情况下重力的功小组合作探究）_____________________________________________[总结]【当堂检测1】如图5—29所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高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滑下重力做功多B.沿轨道2滑下重力做功多C.沿轨道3滑下重力做功多D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多二、重力势能与哪些因素有关？从上面重力做功的结果，你能得出重力势能的数学表达式吗？三、重力做功和重力势能的变化有什么关系？（1）起重机吊着质量为m的物体沿着竖直方向向下运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?（2）起重机吊着质量为m的物体沿着竖直方向向上运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?[总结]【当堂检测2】质量是50kg的人沿着长L=150m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？（g取10m/s2）330000312Ah四、重力势能的相对性（小组讨论）1.重力势能的相对性如何理解？2.如何认识重力势能的正负？【当堂检测3】如图，质量m=0.5kg的小球，从桌面上方高h1=1.2m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s²)参考面小球在A处的重力势能（J）小球在B处的重力势能（J）整个过程中重力做功(J)整个过程中重力势能变化量(J)桌面地面五、如何理解重力势能是物体与地球这个“系统”所共有的？（参考下列材料）我们知道，物体重力势能的变化是重力作功的结果，而重力是地球和物体之间的吸引力。因此，可以设想，如果没有地球对物体的重力作用，也就谈不上重力作功和重力势能的问题。所以，重力势能并不是物体单方面所有。表达式Ep=mgh中的重力“mg”和高度“h”，都是与物体和地球两个方面同时相关联的，离开任何一方都不行。物理学中常常把这种彼此具有相互作用的物体组看作一个整体，称之为力学系统。势能Ep=mgh，实际上是物体和地球所组成的重力系统所共有的，通常略去“系统”的两字，简单地说成是物体的重力势能。由于人们本身生活在地球上，而且地球的质量远远大于物体的质量，因此，在物体和地球相互作用的过程中，只能直观地觉察到物体受地球的吸引而运动，而不可能觉察到地球也同时在物体的吸引之下而运动，于是人们根据举高了的物体落下来时对其它物体作功的事实，就把重力系统—“物体和地球”所具有的势能说成是“物体的势能”。虽然，这种说法是不确切的。但是这对问题的叙述却带来了方便，而又不影响对具体问题的分析讨论，所以无形中就成为大家“约定”的表述方式了。【课后作业】1.完成训练案。2.课本P66问题与练习训练案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．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零3．物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（）A.重力做功为50JB.物体的重力势能一定增加50JC.物体的重力势能一定减小50JD.重力做功为-50J4．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5．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．100JB．700JC．－100JD．无法确定6．如图所示，木板可绕固定的水平轴O转动，在木板从水平位置OA缓慢转到OB位置的过程中，木板上重为5N的物块始终相对于木板静止，物块的重力势能增加了4J。用NF表示木板对物块的支持力，fF表示木板对物块的摩擦力，则（）A.物块被抬高了0.8mB.NF对物块做功4J，fF对物块不做功C.NF对物块不做功，fF对物块做功4JD.NF和fF对物块所做功的代数和为07.甲、乙两物体，乙甲mm5，从很高的同一处自由下落2s，重力做功之比________，对地面的重力势能之比________.8．如图所示，质量为m的物体，放于水平面上，物体上面竖直固定一长度为l、劲度系数为h的轻质弹簧，现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上升一段距离在这一过程中，若P端上移的距离为H，求物体重力势能的增加量.9．一起重机把重物由静止开始匀加速提升了3.2m，重物的重力势能增加了1.6×104J，速度增加了0.8m/s(g=102m/s)。求：⑴重物的质量是多少？⑵在匀加速过程中，起重机对重物做功的最大功率是多少?⑶如果保持这个最大功率不变，起重机提升重物的最大速度是多少?