人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律2 重力势能导学案及答案

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律2 重力势能导学案及答案，共5页。学案主要包含了学习目标，学习重难点，预习新知，重难探究，巩固训练等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】
（一）学习目标
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，会用重力势能的定义式进行有关计算。
3.理解重力做功与重力势能变化的关系。
4.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。
5.理解弹性势能的概念。
【学习重难点】
（一）学习重难点
重点：重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系。
难点：重力势能的系统性、相对性，正负的含义。
【预习新知】
（一）重力做的功
重力做的功
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。
表达式：
式中指初位置与末位置的高度差， 分别指初位置、末位置的高度。
（一）重力势能
重力势能
1、我们把叫作物体的重力势能，常用 表示，即
重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位之中都是焦耳，符号为J
2、当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即
当物体由低处运动的高处时，重力做负功，重力势能增加，即
（一）重力势能的相对性
重力势能的相对性：
1．参考平面：物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，在参考平面上，物体的重力势能取作0。
2．相对性：选择不同的参考平面，物体重力势能的数值不同(选填“相同”或“不同”)。
3．正负的含义：参考平面上方物体的重力势能是正值，参考平面下方物体的重力势能是负值。
（一）弹性势能
弹性势能
1．定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫作弹性势能。
2．弹簧的弹性势能：弹簧的长度为原长时，弹性势能为零；弹簧被压缩或被拉长时，就具有了弹性势能。
3．弹力做功与弹性势能的变化：
弹簧弹力做正功，弹簧的弹性势能减小；弹簧弹力做负功，弹簧的弹性势能增大。
4．弹性势能大小的相关因素：
(1)弹簧的劲度系数。
(2)弹簧的形变量。
【重难探究】
（一）重难探究
一、重力势能的理解
1、重力势能的正负：重力势能是标量，正、负表示在零势能面上方还是下方。
2、重力势能的性质：
（1）相对性：，h是相对于零势能面的高度。
（2）变化的绝对性：，由于初、末位置高度差与零势能面选取无关，因此重力势能的变化与零势能面的选取无关。
二、重力做功与重力势能变化的关系
1、重力做功：，特点是重力做功与路径无关。
2、重力对物体所做的功，等于物体重力势能变化量的负值，即。
（1）重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少。
（2）物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少。
3、重力势能的变化只取决于物体的重力所做功的情况。重力所做的功等于重力势能的减少量，物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。重力势能的变化与其他因素均无关。
三、弹性势能的理解
1、弹性势能的性质
（1）系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因而弹性势能是整个系统所具有的。
（2）相对性：弹性势能的大小与选定的参考平面位置有关。对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的势能为零。
（3）对于同一弹簧，从自然长度伸长和压缩相同的长度时弹性势能相同。
2、弹力做功跟弹性势能变化的关系
弹性势能变化只与弹力做功有关
（1）当弹簧的弹力做正功时，弹簧的弹性势能减少，弹性势能转化为其他形式的能。
（2）当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增加，其他形式的能转化为弹簧的弹性势能。
（3）表达式：
【巩固训练】
（一）巩固训练
1.如图所示，质量关系为的三个小球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、3是光滑的，轨道2是粗糙的，重力对小球做功分别为，则下列判断正确的是( )
A.B.C.D.
2.三个质量相同的小球，从同一高度由静止释放，其中a球自由下落，b、c球分别沿斜面和曲面下滑，如图所示．从释放到运动至地面的过程中，小球所受重力做功关系正确的是( )
A.B.C.D.
参考答案
1.答案：D
解析：重力做功，三小球下落的高度h相等，由于，所以，故D正确.
2.答案：D
解析：根据知，重力对球做功相同，，故D正确；
故选D。