1、第 七 章,机械能守恒定律,第四节 重力势能,学 习 目 标,知 识 导 图,课 前 预 习,1特点 只跟物体运动的_和_的位置有关，而跟物体运动_无关。 物体下降时重力做_功；物体被举高时重力做_功。 2表达式 WG_mg(h1h2)，其中h1、h2分别表示物体_和_的高度。,知识点 1 重力做的功,起点,终点,路径,正,负,mgh,起点,终点,1特点 与物体相对地球的_有关。 2大小 物体的重力势能等于它所受_与所处_的乘积。 3表达式 Ep_ 4单位 _，与功的单位相同。,知识点 2 重力势能,位置(或高度),重力,高度,mgh,焦耳(J),1表达式 _ 2两种情况 (1)当物体从高处运
2、动到低处时，重力做_，重力势能_，即WG0，Ep1Ep2。 (2)当物体由低处运动到高处时，重力做_，重力势能_，即WG0，Ep1Ep2。重力做负功也叫做物体_重力做功。,知识点 3 重力做功与重力势能变化的关系,WGEp1Ep2,正功,减少,负功,增加,克服,1相对性 重力势能总是相对选定的_而言的。(该平面常被称为零势能面) 2标矢性 重力势能为_，其正负表示重力势能的大小。物体在参考平面上方时，重力势能为_值，在参考平面下方时，重力势能为_值。 3系统性 重力势能是_与_所组成的系统共有的。,知识点 4 重力势能的相对性和系统性,参考平面,标量,正,负,地球,物体,判一判 (1)物体只要
3、运动，其重力一定做功。( ) (2)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。( ) (3)同一物体的重力势能Ep12 J，Ep23 J，则Ep1Ep2。( ) (4)在同一高度的质量不同的两个物体，它们的重力势能一定不同。( ) (5)重力对物体做负功，高度增加，物体的重力势能一定增加。( ),预习反馈,D,A从A到B的曲线轨道长度不知道，无法求出此过程中重力做的功 B从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功 C从A到B重力势能变化了mg(Hh) D从A到B重力做功mgH 解析：重力做功与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关。从A到B的高度差是H，故从A到B重
4、力做功mgH，重力势能减了mgH，D正确。,解析：(1)若选地面为参考平面，则小朋友滑落到地面上时的重力势能就一定为零； 若选其他高度为参考平面，则小朋友滑落到地面上时的重力势能就一定不为零。 (2)根据重力势能的表达式知，小朋友沿滑梯下滑时，高度变低，重力势能减少。,课 内 探 究,提示：重力势能跟物体的质量和高度有关系，物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。,探究一 对重力势能的理解,1重力势能的“四性” (1)系统性 重力是地球与物体相互吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的
5、说法。 (2)相对性：重力势能Epmgh与参考平面的选择有关，式中的h是物体重心到参考平面的高度。重力势能是标量，只有大小而无方向，但有正负之分。当物体在参考平面上方时，Ep为正值；当物体在参考平面下方时，Ep为负值。注意物体重力势能的正负是表示比零势能大，还是比零势能小。,(3)参考平面选择的任意性：视处理问题的方便而定，一般选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能面。 (4)重力势能变化的绝对性：物体从一个位置运动到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化量是绝对的。,2重力势能是标量 物体的重力势能为负值表示物体的重力势能比在参考平面上时具有的重力势能要少，这跟
6、用正负表示温度高低是相似的。,特别提醒：(1)Epmgh，h表示物体重心相对参考平面的高度，物体在参考平面上方，h0，在参考平面下方，h0。 (2)某一过程重力势能的变化为EpEp2Ep1，它与参考平面的选择无关。,解题指导：正确理解重力势能的概念是解题的关键。,A,解析：重力势能是物体与地球共有的，同一物体的重力势能，仅与物体所处的位置有关，重力势能的变化，仅与物体位置的变化有关，而与路径无关。物体的重力势能是相对于零势能参考平面而言的。重力势能为零的物体，也可能具有动能而对物体做功。故正确答案为A。,解析：重力势能具有相对性，零势能面的选取不同，其数值也不同，选项A错误；物体若在零势能面下
7、方，物体与零势能面的距离越大，它的重力势能却越小，所以选项B错误；重力势能为标量，其“”“”表示重力势能的大小，5J应小于3J，选项C正确，D错误。,C,提示：(1)由Wmgh知，这两个过程重力做功相同；(2)物体重力势能的变化仅与重力做功有关，与有无其他力做功无关，因此这两个过程苹果重力势能的改变也相同。,探究二 重力做功与重力势能变化的关系,重力做功和重力势能间的区别与联系,特别提醒：(1)重力做功是重力势能变化的原因，重力做的功与重力势能的变化量为等值关系，两者均与参考面的选择无关。 (2)重力势能的变化只取决于物体的重力所做功的情况，与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否
8、还有其他力做功等因素均无关。,C,解题指导：(1)重力做功的多少不受其他力做功的影响，也不受运动状态、路径等因素的影响。 (2)重力势能的变化只取决于重力所做的功，与参考面的选取无关。 解析：静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，由于高度差相同，所以重力做功相同，故A、B错误；重力势能的变化量与参考平面的选取无关，重力做的正功等于重力势能的减少量，重力做功为mgh，则重力势能的减少量为mgh，故C正确，D错误。,C,解析：以地面C为零势能面，根据重力势能的计算公式得D处的重力势能Epmgh0.310(3) J9 J。从A落下到D的过程中重力势能的减少量Epmgh0.310(2.23) J15.6 J，故选C。,素 养 提 升,1建模背景：柔软链条(绳索)在运动过程中形体会发生变化，重心也就会发生变化，从而给计算带来障碍，因此如何确定重心位置是解决含有链条(绳索)问题的关键。 2模型特点： (1)粗细均匀、质量分布均匀的长直链条(绳索)，其重心在长度的一半处。 (2)柔软链条(绳索)的形体变化，导致了重心位置的变化，从而使其重力势能也发生变化。 (3)选取合理的势能零点，可以使计算更方便。,链条(绳索)模型,
