第七章 机械能守恒定律 第4节 重力势能学案
【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，会有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。 【学习重点】
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。 【学习难点】
重力势能的系统性和相对性
预习案
【自主学习】
1、回忆力对物体做功的两个要素： 和 ； 重力的方向如何？ 2、恒力对物体做功的计算公式：W=___________
3、一个物体能够对外做功，就说这个物体具有能量。物体被举高后具有能量吗？这个能量与哪些因素有关呢？
4、大家知道水力发电站是利用水来发电的，水是利用什么能来发电的呢？
5、一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有_________。
【学始于疑】
探究案
【合作探究一】 重力做功
1、学生阅读教材思考下面三问题：
问题1：研究重力势能为什么要从重力做功研究？
问题2：（1）重力做功有什么规律？
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（2）如图甲所示，质量为m的小球由静止从A点运动到B点，重力做了多少功？
（3）如图乙、丙所示，质量为m的小球由静止从A点运动到C点，重力做了多少功？ 归纳总结
重力做功的特点是：__________________________________________________；
（4）体会教科书中的“看起来，物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积mgh，是一个有特殊意义的物理量，它的特殊意义在于一方面与重力做功密切联系，另一方面随着______的变化而变化。
【合作探究二】 重力势能
问题1：怎样定义物体的重力势能? 为什么可以这样来进行定义?
问题2：重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?
问题3：重力势能是矢量还是标量?
问题4 ：重力势能的单位是什么?符号是什么?
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A h1 1hhΔh1Δh2Δh3Ch2甲 乙 丙 h2
问题5：重力势能与什么因素有关?你能否列举生活中的实例加以说明?
问题6：根据重力势能的定义式，它和重力做功的表达式非常相似，那么它们之间的关系是什么呢?
问题7：重力做正功，重力势能如何变化？重力做负功，重力势能如何变化？ 归纳总结
【合作探究三】 重力势能的相对性
问题1：讨论“山上有颗小树，山下有棵大树，我不知道，我不知道哪棵树高？“
问题2：如何理解零高度？如何选取零势能平面？
问题3：如何理解在零势能平面下方的物体，重力势能是负值？
问题4：为什么物体的重力势能与零势能平面选取有关，而重力势能的变化和重力做功与零势能平面选取无关？ 归纳总结
【合作探究四】
为什么重力势能属于物体和地球组成的系统？ 归纳总结
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【课堂小结/本节知识网络】
1. 重力做功的特点：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有关，跟物体的运动路径无关。
2.重力势能：由于物体被举高而具有的能量；重力势能的计算式：EP=mgh.，即物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积；重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位中都是焦耳。
【当堂检测】
1. 如图1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
B. 沿轨道2滑下重力做功多
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
图1 1 2 A h 3 2. 物体1的重力势能Ep1=3J，物体2 的重力势能Ep2=－3J，则（ ）
A. Ep1= Ep2 B. Ep1＞Ep2 C. Ep1＜Ep2 D. 无法判断 3. 将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，则（ ）
A. 不论选取什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增加量相同 B. 不论选取什么参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能相等 C. 不同的参考平面，两种情况中。重力做功不等
D. 不同的参考平面，两种情况中。重力最后的重力势能肯定不等 4. 下列说法中正确的是（ ）
A. 物体克服重力做功，物体的重力势能增加 B. 物体克服重力做功，物体的重力势能减少 C. 重力对物体做正功，物体的重力势能增加 D. 重力对物体做负功，物体的重力势能减少 5. 物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（ ）
A. 物体的重力势能一定为50J B. 物体的重力势能一定增加50J C. 物体的重力势能一定减少50J D. 物体的重力势能可能不变
6. 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？ 【课后巩固】
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1.关于重力势能的理解，下列说法正确的是
A.重力势能是一个定值 B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少
C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0 D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的
2．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．质量相同的实心木球和铜球，放在同一水平桌面上，则它们的重力势能是：
A．木球大； B．铜球大； C．一样大； D．不能比较。 4．以下叙述中正确的是：
A．重力对物体做功越多，物体的重力势能越少； B．物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少；
C．重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零； D．物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。
5. 如图1所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面 高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考 平面，则小球在图示位置处的重力势能 （ ）
A、mgh B、mgH C、mg（H+h） D、mg（H-h） 图1 6.物体在运动过程中，克服重力做功50J，则( )
A.重力做功为50J B.物体的重力势能一定增加50J C.物体的重力势能一定减小50J D.重力做功为-50J
7.用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法
A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功
C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功
8.井深8m，井上支架高为2m，在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)( )
A.100J B.700J C.－100J D.无法确定 9.甲、乙两物体，m甲?5m乙，从很高的同一处自由下落2s，重力做功之比________，对地面的重力势能之比________.
10.如图2所示，质量为m的物体，放于水平面上，
物体上竖直固定一长度为l、劲度系数为h的轻质弹簧， 现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上 升一段距离在这一过程中，若P端上移的距离为H， 求物体重力势能的增加量. 答案：
【当堂检测】
1. D 2. B 3. A 4. A 5. B 6. mgd【课后巩固】
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图2
n(n?1). 2
高中物理 7.4重力势能导学案 新人教版必修2
