7.4重力势能学案1

高一物理校本学习资料 编制人：潘海啸 审查人： □共享 □自用 印640份 2011年4月 班级： 姓名：

重力势能

*学习目标

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式进行计算 3、理解重力做功与重力势能的变化的关系 4、知道重力势能具有相对性

5、知道重力势能是物体和地球系统所共有的 一、课前预习 自主探究

1、势能的概念： 。 2、力做功的表达式： 。

重力做功的特点： 。 3、重力势能的概念： ， 重力势能的表达式：Ep= 。

4、重力势能是 量（填“标”、“矢”），有 无 ；单位： 。

5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功，物体的重力势能将_____；重力做负功，物体的重力势能将 ________。（填“减小”、“增加”）

6、物体的重力势能总是相对某个参考平面来说的，我们规定这个参考平面的重力势能为 __________，参考平面选取不同，重力势能的数值就 。 但重力势能的变化量ΔEp却与参考面的选择 _______关。 7、重力势能是 这个系统共有的。 二、课堂互动、共同提高

1、重力做功是否与路径有关？----求下列几种情况下重力的功(小组合作探究） ①如图，一个质量为m的物体，从高度是h1位置，竖直向下运动到高度为h2的位置。

②如图，质量为m的物体从高度是h1的A点，沿着长为l(与竖直方向夹角为θ)倾斜的直线AB向下运动到高度为h2的B点。

③如图，质量为m的物体从高度是h1处的A点沿曲线运动到高度为h2的B点。

2、重力势能的表达式EP= 3、重力势能的相对性

选择不同的参考平面，重力势能的数值是不同的，比如在一幢房子里，分别选择地面和二楼楼板为参考平面，A点高度不同，A点的物体具有的重力势能也就不同，选择二楼楼板为参考平面，物体

在A点的重力势能为正值，而在B点却为负值，请回答以下问题。 ⑴重力势能的正负表示__________（大小、方向、效果） ⑵某位置重力势能为正表示 ⑶某位置重力势能为负表示

⑷重力势能是相对的，但选择不同的参考平面，重力势能的差值 （变、不变） ⑸在有关重力势能的研究中，重力势能和重力势能的差值谁更有意义？ 4、重力做功和重力势能的变化有什么关系？（请列出具体式子）

（1）起重机吊着质量为m的物体沿着竖直方向向下运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?

（2）起重机吊着质量为m的物体沿着竖直方向向上运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?

例1：如图，质量m = 0.5kg的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)

小球在A小球在B处整个过程参考面 处的重力的重力势中重力做整个过程中重力势能（J） 能（J） 功(J) 势能变化量(J) 桌 面 地 面 请做题时认真思考参考平面的选择与重力势能的关系、重力势能的正负意义、重力做功与重力势能变化的关系

例2：如图所示，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为h。

（1）足球由位置1运动到位置2时，重力所做的功是多少？ 足球克服重力所做的功是多少？足球的重力势能改变了多少？

（2）足球由位置2运动到位置3时，重力所做的功是多少？足球的重力势能改变了多少？

（3）足球由位置1运动到位置3时，重力所做的功是多少？足球的重力势能改变了多少？

例3：以下说法是否正确？如果正确，说出一种可能的实际情况；如果不正确，说出这种说法为什么错。

A．物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能增加量不是1J。 B．物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能增加量不是1J。 C．物体运动，重力做的功是-1J，但物体重力势能增加量不是1J。

D．没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，克服重力做的功是1J，有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功大于1J。

三、课后巩固，能力提升（根据题目难易，分为A、B、C、D四个层次，完成后上交）

1、（A类）如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（ ） A、 沿轨道1滑下重力做功多

A B、 沿轨道2滑下重力做功多

1 2 h 3 C、 沿轨道3滑下重力做功多 D、 沿三条轨道滑下重力做的功一样多 2、（A类）以下说法中，正确的是（ ）

A．重力势能大的物体，离地面高度大； B．重力势能大的物体，所受重力一定大； C．重力势能大的物体，质量不一定大； D．重力势能大的物体，速度不一定大。

3、（A类）选择不同的参考平面，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、前者具有相同的数值，后者具有不同的数值 D、前者具有不同的数值，后者具有相同的数值 4、（A类）下列关于重力势能的说法中正确的是( ) A、重力势能是物体和地球所共有的

B、重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其它力做功多少无关 C、重力势能是矢量，在地球表面以下为负 D、重力势能的增量等于重力对物体做的功

5、（B类）一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（ ）

A．铁块的重力势能大于木块的重力势能 B铁块的重力势能等于木块的重力势能 C．铁块的重力势能小于木块的重力势能 D．上述三种情况都有可能

6、（B类）用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（ ）

A、MgH B、HgH+Mga C、M(g-a) D、Mga

7、（B类）关于重力势能的理解，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. 位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能参考平面以上的物体的重力势能C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0

D.一个物体的重力势能从﹣3 J变化到﹣5 J，重力势能变大了 8、（B类）关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（ ） A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加

B. 在同一高度，将物体以初速度V0向不同的方向抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等

C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和

9、（C类） 井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体 ，若以地面为参考平面，则物体的重力势能有 ；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能是 。[来源学科网]

10、（C类） 质量为5kg的钢球，从离地15m高处自由下落1s，其重力势能变为 （g取10m/s2，取地面为参考平面）

11、（C类）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，假设桌面处重力势能为零，则小球在A处重力势能为（ ），落地前瞬间的重力势能为( )，整个过程重力势能变化为（ ），整个过程重力做功为（ ） A. -mgh B. mgH

C. mg(H+h) D. -mg(H+h)

12、（C类）在水平地面上平铺着n块相同的砖，每块砖的质量都为m，厚度为d。若将这n块砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？

13、（D类）一质量为m、边长为A的正方体物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.1.为使它水平移动距离A，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是（ ）

A.将它翻倒比平推前进做功少 B.将它翻倒比平推前进做功多 C.两种情况做功一样多 D.两种情况做功多少无法比较

重力势能答案

1、D 2、CD 3、D 4、AB 5、C 6、A 7、B 8、AB 9、－100J; 700J 10、500J 11、BADC 12、mgdn(n?1)2 13、B