1、学案5重力势能 目标定位 1.认识重力做功与物体运动的路径无关的特点.2.理解重力势能的概念，理解重力做功与重力势能变化的关系.3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的一、重力做的功问题设计如图1所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B.图1(1)根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功；(2)求出丙中重力做的功；(3)根据(1)、(2)说明重力做功的特点？要点提炼1重力做的功WGmg(h1h2)，其中h1、h2分别是初、末位置的高度物体由高处运动到低处时，重力做_功物体由低处运动到高处时，重力做_功2重力做功的
2、特点：物体运动时，重力对物体所做的功只与物体初、末位置的_有关，与物体运动的_无关二、重力势能问题设计如图2所示，质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处，求此过程中重力做的功和重力势能的变化量，并分析它们之间的关系图2要点提炼1重力势能Ep_，它是_量，单位是_，符号是_2重力做功与重力势能改变的关系(1)表达式WG_Ep(2)两种情况：三、重力势能的相对性和系统性问题设计如图3所示，桌面距地面高为H，一物体质量为m，放在距桌面h处：图3(1)若以地面为零势能参考平面，物体具有的重力势能是多少？以桌面为零势能参考平面，其值又是多少？(2)选取不同的零势能参考平面，物体具有的重力
3、势能不同，这说明了什么？(3)选取不同的零势能参考面，重力势能的变化相同吗？要点提炼1重力势能的相对性(1)重力势能具有_性，即Ep与选取的_有关因此，在计算重力势能时，必须首先选取参考平面(2)重力势能的变化是_的，它与参考平面的选取_(3)正负的含义：在参考平面上方物体的重力势能是_值，表示物体在这一位置的重力势能比在参考平面上时_；在参考平面下方，物体的重力势能是_值，表示物体在这一位置的重力势能比在参考平面上时_2重力势能的系统性：重力势能是_与_所组成的系统共有的一、对重力做功的理解与计算例1物体沿不同的路径从A运动到B，如图4所示，则()图4A沿路径ACB重力做的功大些B沿路径AD
4、B重力做的功大些C沿路径ACB和路径ADB重力做功一样多D以上说法都不对二、对重力势能的理解例2关于重力势能，以下说法中正确的是()A某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的B只要重力做功，重力势能一定变化C物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变D重力势能为零的物体，不可能对别的物体做功三、重力做功与重力势能变化的关系例3质量为m的物体从离湖面H高处由静止释放，落在距湖面为h的湖底，如图5所示，在此过程中()图5A重力对物体做功为mgHB重力对物体做功为mg(Hh)C物体的重力势能减少了mg(Hh)D物体的重力势能增加了mg(Hh)针对训练大型拱桥的拱高为h，弧长为L，如图6所示，质量
5、为m的汽车在以不变的速率v由A点运动到B点的过程中，以下说法正确的是()图6A由A到B的过程中，汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功B汽车的重力势能先减小后增加，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零C汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做正功，后做负功，总功为零D汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零1(对重力做功的理解)沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的两个斜面，向上拉同一物体到顶端，下列说法中正确的是()A沿坡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沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升
6、克服重力做的功少D两种情况重力做功同样多2(对重力势能的理解)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物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C一个物体的重力势能从3 J变化到5 J，重力势能增大了D重力势能的减少量等于重力对物体做的功3(重力做功与重力势能变化的关系)一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g10 m/s2)()A重力做功为1.8 JB重力做了0.55 J的负功C物体的重力势能一定减少0.55 JD物体的重力势能一定增加1.25 J答
7、案精析学案5重力势能知识探究一、问题设计(1)甲中WGmghmgh1mgh2乙中WGmglcos mghmgh1mgh2(2)把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为h1、h2，则物体通过每小段斜线时重力做的功分别为mgh1、mgh2.物体通过整个路径时重力做的功WGmgh1mgh2mg(h1h2)mghmgh1mgh2(3)物体运动时，重力对它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要点提炼1正负2.高度差路径二、问题设计重力做的功WG mg(h2h1)mgh，选地面为零势能参考平
8、面，物体的重力势能由mgh2变为mgh1，重力势能的变化量Epmgh1mgh2mgh，可见WGEp.所以，重力做的功等于重力势能的变化量要点提炼1mgh标焦耳J2.(1)Ep1Ep2三、问题设计(1)以地面为零势能参考平面时，物体的重力势能Ep1mg(Hh)以桌面为零势能参考平面时，重力势能Ep2mgh.(2)说明了重力势能具有相对性，Epmgh表达式中，h是物体重心到参考平面的高度，具有相对性选择哪个水平面做零势能参考平面，可视研究问题的方便而定通常选择地面为零势能参考平面(3)相同要点提炼1(1)相对参考平面(零势能面)(2)绝对无关(3)正大负小2地球物体典例精析例1C重力做功与运动路径
9、无关，只与初、末位置的高度差有关，故两种情况下重力做功一样多，C正确，A、B、D错误例2B选取不同的零势能面，则同一位置的物体的重力势能是不同的，故A错误；重力势能的改变量等于重力做功的多少，故若重力做功，重力势能一定发生变化，故B正确；物体若在竖直方向做匀速直线运动，物体的高度变化，重力势能也会发生变化，故C错误；重力势能的大小是相对于零势能面的高度决定的，重力势能为零只能说明物体处于零势能面上，它对下方的物体同样可以做功，故D错误例3BC从初位置到末位置物体的高度下降了Hh，所以物体的重力做功为WGmg(Hh)，故A错，B正确；重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功，所以
10、Epmg(Hh)，故C正确，D错误针对训练D前半段，汽车向高处运动，重力势能增加，重力做负功；后半段，汽车向低处运动，重力势能减少，重力做正功，选项D正确自我检测1D重力做功的特点是：重力做功与物体运动的具体路径无关，只与初、末位置的高度差有关，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，重力做功就相同，因此不论坡度大小、粗糙程度如何，只要高度差相同，物体克服重力做的功就同样多，故选D.2D重力势能的大小具有相对性，其大小与参考平面的选取有关，选项A错误；物体位于零势能面下方时，距离越大，重力势能越小，选项B错误；物体的重力势能从3 J变化到5 J，重力势能变小了，选项C错误；由重力做功与重力势能变化的关系可知选项D正确3C整个过程中重力做功WGmgh0.1100.55 J0.55 J，故重力势能减少0.55 J，所以选项C正确