1、22势能的改变 学案【学习目标】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.【学习重点】重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。【知识要点】1.重力势能(1)定义：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量. (2)重力势能表达式Ep=mgh.(3)重力势能是标量,由物体所处的位置状态决定,是状态量.(4)重力势能的相对性.选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的,选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定.通常选择地面作为参考平面.对选定的参考平面而言,在参考平面上方的
2、物体,高度是正值,重力势能也是正值；在参考平面下方的物体,高度是负值,重力势能也是负值.(5)重力势能的系统性重力势能实际上是物体与地球这一系统共同具有的,平常所说的某一物体具有的重力势能实际上是系统共有的,这只是一种约定俗成的说法.2.重力做功与重力势能变化的关系(1)重力做功的特点重力做功与路径无关,只与物体起点和终点位置的高度差有关.(2)重力做功与重力势能的变化重力做多少正功,重力势能就减少多少；重力做多少负功(或称克服重力做了多少功),重力势能就增加多少.即重力做功等于重力势能的减少量,W=Ep1Ep2=Ep.3.弹性势能(1)发生弹性形变的物体,在恢复形变时能对外界做功,具有一种潜
3、在的能量.(2)弹性势能有关因素弹性势能随形变量增大而增加.【典型例题】例1关于重力势能的几种理解，正确的是A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题答案：CD.例2如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为A.mghB.mgHC.mg(h+H)D.-mgh思路重力势能的大小是相对参考平面而言的，参考平面选择不同，物体的高度不
4、同，重力势能的大小则不同.解：据题意知已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H，小球在桌面的高度为零，小球在地面时的高度为h，所以小球落到地面时，它的重力势能为Ep=-mgh.答案：D例3一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是A.沿AB面重力做功多B.沿两个面重力做的功相同C.沿AB面重力势能减少多D.沿两个面减少的重力势能相同答案：BD.例4起重机以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，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.解：由题意可知起重机的加速度a=，物体上升高
5、度h，据牛顿第二定律得mg-F=ma所以F=mg-ma=mg-mg=mg方向竖直向上.所以拉力做功 WF = Fhcos0=mgh重力做功 WG=mghcos180=-mgh即物体克服重力做功为mgh又因为 WG =Ep1-Ep2=-mghWG0，Ep1Ep2即物体的重力势能增加了mgh【达标训练】1.以下关于重力势能的说法中，正确的是_.A.地面上的物体的重力势能一定为零B.质量大的物体重力势能一定大C.高处物体的重力势能一定大D.重力做正功时，物体的重力势能一定变化答案：D2.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5 J变化到3 J，重力势能变小了D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功答案：D3.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.都具有相同的数值C.前者具有相同数值，后者具有不同数值D.前者具有不同数值，后者具有相同数值答案：D【学后反思】收获疑问