1、第四章 机械能和能源 第3节 势能学习目标重点难点1认识重力做功与路径无关的特点2理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算3理解重力做功与重力势能变化的关系1重力势能的概念及计算是本节的重点2重力势能的变化和重力做功的关系是本节的难点一、重力势能1重力势能：物体由于位于_而具有的能量2阅读教材“重力做的功”部分，回答下列问题如图所示，将质量为m的物块从A移到B可以有以下不同路径，分别求出沿不同路径移动物体时，重力做的功高处(1)沿着AOB路径移动提示：W1mgh，W20，故Wmgh(2)沿着直线AB路径移动提示：Wmglcos(90)mglsin mgh(3)沿着任意曲线ACB路径移动提
2、示：把整个路径分成很多段，每一段均可看作倾斜的直线设每段小斜线的高度差分别为h1、h2、h3，物体 通 过 每 一 小 段 重 力 做 的 功 分 别 为 mgh1、mgh2、mgh3、，整个过程中重力做的功Wmgh1mgh2mgh3mgh3归纳：(1)重力做功特点：只跟物体运动的_和_有关，而跟物体运动的_无关(2)重力势能的表达式Ep_，单位：_初末位置物体质量路径mgh焦耳4重力做功与重力势能变化的关系(1)表达式：WG_(2)两种情况当物体从高处运动到低处时，重力做_，重力势能_，即WG0，Ep1Ep2 当 物 体 由 低 处 运 动 到 高 处 时，重 力 做 负 功，_，即WG0，
3、Ep1Ep2重力做负功也叫做_Ep1Ep2Ep正功减小重力势能增大克服重力做功5思考：重力做的功与重力势能的变化关系与物体是否受其它力及物体的运动状态有关吗？提示：无关二、弹性势能1物体由于发生_而具有的能量叫做弹性势能2_势能和_势能都是势能三、势能是系统所共有的1有一个质量为m的物体放在三楼顶，每层楼高为h，则该物体的重力势能为多大？提示：参考系不同，重力势能也不同，3mgh、mgh、2mgh2同一个物体的重力势能为什么会有三个不同的值？提示：是由于所选高度的起点不同造成的弹性形变重力弹性3归纳(1)重力势能具有相对性，是与_的选取有关的，把重力势能为_的水平面叫零势能面通常以水平地面为零
4、势能面(2)对选定的参考平面而言，物体在参考面以上，高度为正值，重力势能也为_值，反之，重力势能为_值(3)系统性：重力势能是地球和物体所组成的系统所共有的零点零正负4思考：如图所示，一个质量为1 kg的小球从高度为H1 m的桌面上方h2 m处释放后落地(g取10 m/s2)试结合上述情景，讨论下列问题：(1)分别以地面、桌面及释放点所在水平面为参考平面求出小球在释放点、落地时的重力势能及重力势能的变化量并填入下列表格中 参考平面 重力势能及其变化 地面桌面释放点所在水平面小球在释放点时的重力势能Ep1_JEp1_JEp1_J小球落地时的重力势能Ep2_JEp2_JEp2_J重力势能的变化量E
5、pEp2Ep1_JEpEp2Ep1_JEpEp2Ep1_J提示：30 20 0 0 10 30 30 30 30(2)根据表格分析：相对于不同的参考平面，重力势能是否相同？这说明重力势能具有什么性质？重力势能的正负有什么含义？重力势能的变化量与参考平面的选择是否有关？这说明重力势能变化量具有什么性质？提示：相对于不同的参考平面，重力势能不同这说明重力势能具有相对性，相对于不同的参考平面，同一物体重力势能不同 重力势能正、负的含义：重力势能是标量，只有大小，没有方向正号表示物体在参考平面的上方，重力势能比零大；负号表示物体在参考平面的下方，重力势能比零小即重力势能的正、负表示大小 重力势能的变化
6、量与参考平面的选择无关，说明重力势能的变化量具有绝对性探究一 重力做功的特点在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率 v0 分别上抛、平抛、斜抛，那么以下说法中正确的是()A从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等B因物体的轨迹不同，重力做功不相等C从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等D如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力做功不相等解析：由于重力做功与路径无关，只与初末位置高度差有关，三个小球初、末位置的高度差相同，所以重力做功都相等，选项A正确，选项B、D错误；三个小球在空中运动时间不一样，所以平均功率不相等，选项C错误答案：A【题后总结】重力做功的特点是与路
7、径无关1将一物体由A移至B，重力做功()A与运动过程中是否存在阻力有关B与物体沿直线或曲线运动有关C与物体是做加速、减速或匀速运动有关D与物体发生的竖直位移有关解析：重力做功只与重力方向上发生的位移有关，与物体运动所经过的路径和运动状态都没有关系答案：D探究二 重力势能与重力势能的变化关于重力势能，下列说法中正确的是()A有 A、B 两个物体，相对于同一参考平面，A 物体所处的高度是 B 物体的 2 倍，则 A 物体的重力势能的数值一定是 B物体的 2 倍B从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛和平抛，从抛出到落地时，物体重力势能的变化是相等的C有一物体从楼顶落到地面，如果受到空气阻力作用，
8、那么物体重力势能的减少量小于物体自由下落时重力势能的减少量D重力做功时，不仅与物体运动的高度有关，还与物体运动的路径有关解析：由Epmgh可知，只有当mAmB时，A物体的重力势能的数值才是B物体的2倍，故选项A错误；重力做功与路径无关，仅由初、末位置的高度差决定，且重力做的功在数值上等于重力势能的变化量，与物体是否受其他外力无关，故选项B正确，C、D错误答案：B【题后总结】(1)物体的重力势能的大小是相对的，其数值与参考平面的选取有关(2)重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关，其变化量仅由重力对物体做功的多少来决定2关于重力势能，下列说法正确的是()A某个物体处于某个位置，重力势能的大
9、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解析：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，故选项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，故选项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，故选项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，它对其下方的物体同样可以做功，故选项D错误答案：B一、重力做功的特点1重力所做的功跟物体的运动路径无关，跟物体初位置和末位置的高度差有关2重力
10、是恒力，大小不变，方向总是竖直向下，根据恒力做功的公式可知，重力做功的大小由重力大小和在重力方向上位移的大小即竖直方向的高度差决定，与其他因素无关，所以只要起点和终点的位置确定，不论沿着什么路径由起点到终点，重力做功都相同二、重力势能的相对性、标矢性和系统性重力势能相对性重力势能总是相对选定的参考面而言的(该平面通常称为零势能面)标矢性重力势能为mgh，其正负表示重力势能大小物体在参考平面上方时，重力势能为正值，在参考平面下方时，重力势能为负值系统性重力势能是物体与地球所组成的系统共有的三、重力做功与重力势能的区别与联系重力做功重力势能物理意义重力对物体做功由物体与地球的相互作用，且由它们之间的相对位置决定的表达式WGmghEpmgh影响大小的因素重力mg和初、末位置的高度差h重力mg和某一位置的高度h重力做功重力势能特点只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选择无关与参考平面的选择有关，同一位置的物体，选择不同的参考平面，会有不同的重力势能值过程量状态量联系重力做功过程是重力势能改变的过程，重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功，重力势能就改变多少，即WGEp1Ep2Ep点击进入WORD链接点击进入WORD链接活页作业(十三)谢谢观看！
