7.4重力势能学案

第1页，总2页…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………7.4重力势能【教学目标】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．【重点难点】重点：1．重力势能的概念；2．重力做功跟重力势能改变的关系。难点：1．重力势能的相对性；2．重力势能的系统性。【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课同学们见过工地上的打桩机吗？桩锤高高举起后再让它自己落下，就能使桩按照设计方位准确地贯入地层。为什么桩锤举高后会有这么大的能量呢？它到底蕴含的是什么能？我们这节课就来探讨这些问题。二、讲授新课重力做功的特点：设一个质量为m的物体，分别经历下图中的三个过程，从高度为h1的位置运动至高度为h2的位置，分别求出三种情况中重力对小球做的功。1．重力做功(1)物体的高度发生变化时，重力要做功。物体被举高时，重力做负功；物体下降时，重力做正功。(2)重力做功的特点：物体运动时重力做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。(3)表达式：WG=mgh=mg(h1-h2),其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。2.重力势能高处有一块巨大的石头摇摇欲坠，如图所示，站在它的下面你可能会感到胆怯。这是因为被举高的物体具有势能，当它下落时重力做功，可能对你造成伤害。(1)定义：物体由于被举高而具有的能叫作重力势能。(2)表达式:Ep=mgh①系统性：重力势能是物体和地球这一系统所共有的，单独一个物体谈不上具有势能。即：如果没有地球，物体谈不上有重力势能。平时说物体具有多少重力势能，是一种习惯上的简称。②相对性：重力势能是相对的，重力势能的大小与参考平面的选取有关，一般选择地面为重力势能零点。物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫作参考平面。③矢标性：重力势能是标量，没有方向．但是有正、负，正负表示大小。(3)单位：焦耳(J)，与功的单位相同。3．重力做功与重力势能变化的关系①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就减少；重力对物体做负功，重力势能就增大．②定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量。即WG＝－(Ep2－Ep1)＝－ΔEp.图1图2图3【课堂练习】1．沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端。下列说法正确的是()A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多C．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多D．不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功相同2．甲、乙两个物体的位置如图所示，质量关系为:m甲m乙，甲在桌面上，乙在地面上。若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为Ep1、Ep2,则有()A．Ep1Ep2B．Ep1Ep2C．Ep1=Ep2D．无法判断3．选择不同的水平面作参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量()A．都具有不同的数值B．前者具有相同的数值，后者具有不同的数值C．都具有相同的数值D．前者具有不同的数值，后者具有相同的数值4．将质量为100kg的物体从地面提升到10m高处，在这个过程中，下列说法正确的是(取g=10m/s2)()A．重力做正功，重力势能增加1.0×104JB．重力做正功，重力势能减少1.0×104JC．重力做负功，重力势能增加1.0×104JD．重力做负功，重力势能减少1.0×104J5．关于对重力势能的理解，下列说法正确的是（）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．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0D．一个物体的重力势能从3J变化到﹣5J，重力势能变大了E.重力势能是物体和地球共有的，不是物体独有的6．下列说法正确的是（）A．物体走的路径越长，重力做功越多B．物体位置升高，其重力势能一定变大C．重力做正功，重力势能增加，重力做负功，重力势能减少，D．重力势能的改变量与零势能点选取有关7．在高处的某一点将两个质量相同的小球以相同的速率v0分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是（不计空气阻力）()A．从抛出到刚着地，重力对两球做的功相等B．从抛出到刚着地，重力对两球做的都是正功C．从抛出到刚着地，重力对两球做功的平均功率相同D．两球刚着地时，重力的瞬时功率相等8．如图所示，质量为m的小球从高度为h的斜面上的A点滚下，经水平面BC后再滚上另一斜面，当它到达h3处的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为()A．mgh3B.2mgh3C．mghD．09．如图所示,桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上，取g=10m/s2。(1)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能减少了多少?(2)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能减少了多少?10．起重机以加速度a将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升h高度，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?(空气阻力不计)