物理必修 第二册2 重力势能导学案

8.2 重力势能

【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与重力做功的关系。
3.     知道重力势能的相对性。

【基础感知】

1、阅读课本“重力做的功”，知道重力做功的表达式及各个物理量的含义、知道重力做功的特点。

2、阅读课本“重力势能”，知道重力势能的定义、公式、单位以及重力做功与重力势能之间的关系。

3、阅读课本“重力势能的相对性”，理解重力势能的相对性和重力势能变化量的绝对性，知道对于选定的参考平面而言，重力势能正负值的含义。

4、阅读课本“势能是系统所共有的”，理解重力势能的系统性。

一、对重力做功和重力势能的理解

例1.判断下列说法是否正确。

(1)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程.(　 　)

(2)重力势能Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则Ep1与Ep2方向相反.(　 　)

(3)同一物体在不同位置的重力势能分别为Ep1＝3 J，Ep2＝－10 J，则Ep1<Ep2.(　 　)

(4)重力做功WG＝－20 J时，物体的重力势能减小20 J.(　 　)

(5)重力做功一定与路径无关，只与初、末位置的高度差有关.(　 　)

(6)物体受拉力作用向上运动，拉力做功是1 J，但物体重力势能的增加量不是 1 J.（   ）

(7)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 1 J.（   ）

二、对重力势能的理解和计算

例2.如图，质量m=0.5kg的小球，从桌面以上高h1=1.2m的A点下落到地面的B点，桌面高h2=0.8m。

（1）在表格的空白处按要求填入数据。

（2）如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？

三、重力做功与重力势能变化的关系

例3.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功为多少？物体克服重力做功为多少？物体重力势能变化为多少？(空气阻力不计)

变式训练：在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量均为m，厚度均为h，如图所示，如将砖一块一块地竖直叠放起来，在此过程中，重力做多少功？

【课堂检测】

1.(多选)如图所示，一小球贴着光滑曲面自由滑下，依次经过A、B、C三点.以下表述正确的是(　　)

A.若以地面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点大

B.若以A点所在的水平面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点小

C.若以B点所在的水平面为参考平面，小球在C点的重力势能大于零

D.无论以何处水平面为参考平面，小球在B点的重力势能均比C点大

2.(多选)在高处的某一点将两个质量相等的小球以相同速率v0分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是(不计空气阻力)(　　)

A.从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等

B.从抛出到刚着地，重力对两球做功的平均功率相等

C.两球刚着地时，重力的瞬时功率相等

3.如图所示，一条铁链长为2 m，质量为10 kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？(g取10 m/s2)

【总结提升】