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高中物理人教版 (新课标)必修24.重力势能学案设计
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第七章 机械能守恒定律 第4节 重力势能 班级 学号 姓名 成绩 【课程学习目标】 （1）理解重力势能的概念，会用重力势能的定义计算。 （2）理解重力势能的变化与重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。 （3）知道重力势能的相对性和系统性。 重点：重力势能的概念及重力做功与重力势能改变的关系 难点：重力势能的系统性和相对性 【课堂导学】 1.知识点复习 （1）在本章第一节中，势能的定义： 。 （2）力对物体做功的表达式 ， 式中可以看出做功的两个要素： 和 2.重力做功 认真阅读教材63-64页内容，计算在下列三种情况中，重力对物体做的功： （1）如图a，有一个质量为m的物体，从高度为h1的位置，竖直向下运动到高度是h2的位置，这个过程中重力做的功是WG= = （2）如图b，质量为m的同一个物体沿倾斜直线运动的距离是l，高度由h1下降为h2。在这一过程中，重力做的功是WG= = = 在上面两种情况中，尽管物体运动的路径 ，但是高度的变化是 ，而且重力做的功也 。 （3）质量为m的物体沿任一路径由高度是h1的起点A，运动到高度为h2的B点，如图C，重力做的总功等于 ，即WG= = = 综合分析a,b,c三个图中的过程中重力做功的情况，可以得出，物体运动时，重力对物体做的功等于 只跟它的 和 的位置有关，而跟物体的 无关 3.重力势能 （1）定义：物体由于被举高而具有的能量。 （2）大小：物体的重力势能等于它所受 与所处 的乘积，表达式为 ，势能是标量，+、- 表示 。 单位：1J= = 4.重力做功与重力势能变化的关系 （1）表达式： （2）两种情况： ①当物体从高处运动到低处时，重力做 ，重力势能 ，即WG 0，EP1 EP2 ②当物体从低处运动到高处时，重力做 ，重力势能 ，即WG 0，EP1 EP2 5.重力势能的相对性和系统性 （1）相对性：重力势能总是相对选定的 而言，在上方，重力势能为 在下方，重力势能为 注意：在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同。 （2）系统性：重力势能是 与 组成的系统共有的。 Ⅰ Ⅱ A B 【典例分析】 1、若小球沿不同的山坡Ⅰ和Ⅱ从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为（ ） A.沿山坡Ⅰ重力做功大 B.沿山坡Ⅱ重力做功大 C.沿山坡Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大 D.条件不足，不能判断 2、关于重力势能的说法正确的有（ ） A.重力势能只由重物决定 B.重力势能不能有负值 C.重力势能是相对的 D.重力做功时重力势能一定增加 H h 3、如图，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是（ ） A.mgh 减少mg(H-h) B.mgh 增加mg(H+h) C.-mgh 增加mg(H-h) D.-mgh 减少mg(H+h) 4、在足球场上，一个运动员将质量为m的足球踢出，足球踢出后，在空中的运动轨迹如图所示，（重力加速度为g）请回答下列问题： (1)从a到b，足球的重力做了多少功？足球的重力势能如何变化，变化了多少？ (2)从b到c，足球的重力做了多少功？足球的重力势能如何变化，变化了多少？ (3)从a到c，足球的重力做了多少功？足球的重力势能如何变化，变化了多少？ h a b c 参考答案 1.知识点复习 （1）相互作用的物体凭借其位置而具有的能量 （2），力，力方向的位移 2.重力做功 （1） （2） 不同，相同，相同 (3)重力在每一小段上所做功的代数和，mgh,起点，终点，路径 3.重力势能 （1）重力，高度，，大小 （2） 4.重力做功与重力势能变化的关系 （1） （2）正功，减少，>,> 负功，增加,<,< 5.重力势能的相对性和系统性 (1)参考平面，正，负 （2）物体，地球 【典例分析】 1.C 2.C 3.D 4（1）-mgh 增加 mgh (2) mgh 减少 -mgh （3）0 不变 0
第七章 机械能守恒定律 第4节 重力势能 班级 学号 姓名 成绩 【课程学习目标】 （1）理解重力势能的概念，会用重力势能的定义计算。 （2）理解重力势能的变化与重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。 （3）知道重力势能的相对性和系统性。 重点：重力势能的概念及重力做功与重力势能改变的关系 难点：重力势能的系统性和相对性 【课堂导学】 1.知识点复习 （1）在本章第一节中，势能的定义： 。 （2）力对物体做功的表达式 ， 式中可以看出做功的两个要素： 和 2.重力做功 认真阅读教材63-64页内容，计算在下列三种情况中，重力对物体做的功： （1）如图a，有一个质量为m的物体，从高度为h1的位置，竖直向下运动到高度是h2的位置，这个过程中重力做的功是WG= = （2）如图b，质量为m的同一个物体沿倾斜直线运动的距离是l，高度由h1下降为h2。在这一过程中，重力做的功是WG= = = 在上面两种情况中，尽管物体运动的路径 ，但是高度的变化是 ，而且重力做的功也 。 （3）质量为m的物体沿任一路径由高度是h1的起点A，运动到高度为h2的B点，如图C，重力做的总功等于 ，即WG= = = 综合分析a,b,c三个图中的过程中重力做功的情况，可以得出，物体运动时，重力对物体做的功等于 只跟它的 和 的位置有关，而跟物体的 无关 3.重力势能 （1）定义：物体由于被举高而具有的能量。 （2）大小：物体的重力势能等于它所受 与所处 的乘积，表达式为 ，势能是标量，+、- 表示 。 单位：1J= = 4.重力做功与重力势能变化的关系 （1）表达式： （2）两种情况： ①当物体从高处运动到低处时，重力做 ，重力势能 ，即WG 0，EP1 EP2 ②当物体从低处运动到高处时，重力做 ，重力势能 ，即WG 0，EP1 EP2 5.重力势能的相对性和系统性 （1）相对性：重力势能总是相对选定的 而言，在上方，重力势能为 在下方，重力势能为 注意：在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同。 （2）系统性：重力势能是 与 组成的系统共有的。 Ⅰ Ⅱ A B 【典例分析】 1、若小球沿不同的山坡Ⅰ和Ⅱ从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为（ ） A.沿山坡Ⅰ重力做功大 B.沿山坡Ⅱ重力做功大 C.沿山坡Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大 D.条件不足，不能判断 2、关于重力势能的说法正确的有（ ） A.重力势能只由重物决定 B.重力势能不能有负值 C.重力势能是相对的 D.重力做功时重力势能一定增加 H h 3、如图，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是（ ） A.mgh 减少mg(H-h) B.mgh 增加mg(H+h) C.-mgh 增加mg(H-h) D.-mgh 减少mg(H+h) 4、在足球场上，一个运动员将质量为m的足球踢出，足球踢出后，在空中的运动轨迹如图所示，（重力加速度为g）请回答下列问题： (1)从a到b，足球的重力做了多少功？足球的重力势能如何变化，变化了多少？ (2)从b到c，足球的重力做了多少功？足球的重力势能如何变化，变化了多少？ (3)从a到c，足球的重力做了多少功？足球的重力势能如何变化，变化了多少？ h a b c 参考答案 1.知识点复习 （1）相互作用的物体凭借其位置而具有的能量 （2），力，力方向的位移 2.重力做功 （1） （2） 不同，相同，相同 (3)重力在每一小段上所做功的代数和，mgh,起点，终点，路径 3.重力势能 （1）重力，高度，，大小 （2） 4.重力做功与重力势能变化的关系 （1） （2）正功，减少，>,> 负功，增加,<,< 5.重力势能的相对性和系统性 (1)参考平面，正，负 （2）物体，地球 【典例分析】 1.C 2.C 3.D 4（1）-mgh 增加 mgh (2) mgh 减少 -mgh （3）0 不变 0
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