1、7.4 重力势能（导学案B）编者：陈春宏 审稿：蒋维 校正：陈百春 龚晓燕【教学目标：】知识与技能 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和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关 3知道重力势能的相对性过程与方法 用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程情感、态度与价值观 渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣【教学重点：】 重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系【教学难点：】 重力势能的系统性和相对性【教学活动：】温故: 1、因为一个物体能够 ，所以这个物体具有能量2、初中我们已经
2、学过：物体由于 的能量叫重力势能导学过程：1、重力势能概念的建立请同学们根据电视、电影中的所见到的陨石坑、雪崩等场景及建筑工地上的打桩机和水电站等设备和建筑；再想象一种情景体验，如果天花板分别挂一铁球和皮球，你站在下面的感受如何？请同学们经过分析，得出初步判断：物体的重力势能可能跟物体的 有关。通过物体下落或上升过程分析，可以发现：物体的高度发生变化，重力要做正功或物体克服重力做功，同时重力势能也会随高度变化而变化，所以我们研究重力势能可以从 的角度入手，通过研究 来探究重力势能的概念。请大家按照教科书图7.4-1、7.4-2及7.4-3中物体沿不同路径从A点到B点做功多少进行计算，同学们又会
3、得出什么结论呢？得出：重力对物体做功只跟 有关，而跟物体运动的路径 。用表达式可以表示为 。课堂针对训练1沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上，同一物体由顶端下滑到底端，以下说法正确的是( )A沿坡度小、长度大的斜面下滑时重力做的功多 B沿坡度大、粗糙程度大的斜面下滑时重力做的功多 C. 沿坡度大、粗糙程度小的斜面下滑时重力做的功多D上述几种情况重力做功同样多 请大家总结：物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积mgh，是一个具有特殊意义的物理量，特殊意义在于一方面与重力所做的功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化，恰与 的基本特征一致，说明它正是我们要寻找的 的表达式。即：
4、重力势能（用Ep表示），则有 重力势能是标量，是状态量，单位是焦耳（简称焦）符号：J2、重力做功与重力势能的变化的关系 请同学们由教科书图7.4-4和图7.4-5，根据问题的情景，先定性分析重力做功与重力势能变化的关系，再动手计算，定量得出具体关系表达式。你的结果是什么？ 结论：重力做正功（或做负功），重力势能 ，重力做了多少功，重力势能就 表达式为： 课堂针对训练2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50JC.物体的重力势能一定减小50JD.重力做功为-50J3、重力势能的相对性喜欢脑筋急转弯吗？那么“一个人从五楼的窗台上跳下来，为什
5、么安然无恙？”还有，你喜欢听歌吗？有一首歌曲的歌词“山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道，我不知道哪棵更高”这句歌词可以怎么理解呢？h1h2AB你可以从上面两个问题中来认识高度的相对性，高度的相对性决定了重力势能具有相对性。选择了某一个水平面做参考平面，这个参考平面上的物体的重力势能就为 ，物体在这个参考平面以上，重力势能就为某一 值；在这个参考平面以下，重力势能就为某一 值。（填“正”、“负”或“零”） 课堂针对训练3： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表(g=10m/s2)参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势
6、能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面由数据分析，你可以试着得出以下结论：重力势能的大小与参考平面的位置 ，而这个参考平面可以任意规定，一般选择地为参考平面。这就是重力势能的相对性。但重力势能的变化和重力做功与参考平面的选取 。4、重力势能属于物体和地球组成的系统重力是地球与物体相互吸引而引起的，没有地球就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球和物体所组成的“系统”所共有的，不是物体单独具有的。 课堂针对训练4关于物体的重力势能，下列说法正确的是( ) A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能 一定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加； C、地球上一个物体
7、的重力势能都有一个确定值； D、重力势能是物体和地球所共有的，而不是物体所单独具有的。 巩固内容：现在，由学习小组共同讨论，总结出以下知识点的具体内容：1、 重力做功的特点及表达式；2、 重力势能的表达式、重力势能的变化与重力做功的关系；3、 重力势能的相对性。【课后加深及思考：】1、教科书59页“假设所说倾斜直线是个斜面，斜面是否光滑对计算重力做功有影响吗？”2、教科书60页“说一说”：“如果重力做功与路径有关，还能把mgh叫做重力势能吗？3、教科书61页，阅读“除了重力势能，还有其他形式的势能不是一个分子或一个电荷单独具有的。”体会势能概念的意义。【课后作业：】312Ah1. 如图所示，某
8、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. 如图所示，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-
9、h）4. 用力F把质量为m的物体从地面举高h时，物体的速度为v，则（ ）A、力F做功为mgh B、重力做功为-mghC、合力做功为mv2/2 D、重力势能为mgh5. 一条长为L、质量为m的匀质轻绳平放在水平地面上，在缓慢提起全绳过程中，设提起前半段绳子过程中人做的功伟W1，在提起后半段绳过程中人做的功为W2，则W1:W2为 （ ） A、1:1 B、1:2 C、1:3 D、1:46. 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 。7. 质量为5kg的钢球，从离地15m高处自由
10、下落1s，其重力势能变为 （g取10m/s2，取地面为参考平面）8质量是50kg的人沿着长150 m、倾角为30的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?(g取10ms2)9在排球比赛中，某运动员用400 N的力把质量为270 g的排球从28 m的高度扣向对方的场地内在球被扣到落地的过程中，排球的重力势能变化了多少?(g取10ms2)*10. 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？ *11. 如图所示，一个质量为m的木块，以初速度v0冲上倾角为的固定斜面，沿斜面上升L的距离
11、后又返回运动. 若木块与斜面间的动摩擦因数为，求：（1）木块上升过程克服重力做功的平均功率；木块的重力势能变化了多少？（2）木块从开始运动到返回到出发点的过程中，滑动摩擦力做的功是多少？ v0（3）木块从开始运动到返回到出发点的过程中，重力做的功是多少？重力势能变化了多少？1. D 2CD 3.B 4，BC 5，C6. 100J; 700J. 7. 500J. 8-375X104J 375X104J 375X104J解析：重力对人做的功为WGmgcos(90+30)=50X10X150X(-0.5)J-375X104J 人克服重力所做的功为375X104J 重力势能增加了375X104J9高度减小，重力势能减少了756J 解析：Epmgh：0270X10X28=756J10. .11（1）mgv0sin/2、mgl sin（2）2mglcos（3）0、0
