2019-2020学年高中物理必修2（通用版）（导学案+课后提升训练）第七章第4课时　重力势能 (2份打包)

第4课时　重力势能 学习指导,核心素养物理观念,科学思维1. 通过阅读课本，知道重力做功与路径无关的特点，理解重力势能的概念及表达式．,√,2. 通过实例分析，理解重力做功与重力势能变化的关系．,,√3. 通过阅读课本，查阅资料，知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球系统所共有的．,,√ 一、 重力的功 1. 特点 只跟物体运动的________和________的位置有关，而跟物体运动的________无关． 2. 表达式 WG＝________________，其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度． 二、 重力势能 1. 定义：物体由于________而具有的能量叫做重力势能． 2. 大小：物体的重力势能等于它所受________与所处________的乘积，表达式为Ep＝________． 3. 单位：________． 4. 重力做功与重力势能变化的关系 WG＝________＝－ΔEp. 三、 重力势能的性质 1. 相对性：重力势能总是相对选定的________而言的(该平面常称为________)． 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________与物体所组成的________共有的． 一、 对重力势能的理解 1. 重力势能的三性 (1) 标量性：重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正负，对于选定的参考平面，物体在参考平面上方时，重力势能为正，物体在参考平面下方时，重力势能为负，物体在参考平面上时，重力势能为零．正的重力势能大于负的重力势能． (2) 相对性：由于重力势能表达式为Ep＝mgh，高度h的相对性决定了重力势能具有相对性，对于同一物体，选取不同的水平面作为参考平面，其重力势能具有不同的数值，即重力势能的大小与参考平面的选取有关． (3) 系统性：重力是由于地球对物体的吸引而产生的，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，所以重力势能是地球和物体所组成的系统共同具有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法． 2. 重力势能变化的绝对性 物体在两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关． 例1　(多选)如图所示，质量m＝0.5 kg的小球，从距桌面h1＝1.2 m高处的A点下落到地面上的B点，桌面高h2＝0.8 m．以桌面为重力势能的参考平面，g取10m/s2，下列说法正确的是(　　) A. 小球在A点时的重力势能为6 J B. 小球在A点时的重力势能为10 J C. 小球在B点时的重力势能为－4 J D. 小球在B点时的重力势能为0 【思路分析】　根据重力势能表达式Ep＝mgh即可求解，注意式中h为物体相对零势能面的高度． 【解析】　在重力势能表达式Ep＝mgh中，h为物体相对于参考平面的高度，根据物体的位置求解．以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点的重力势能为EpA＝mgh1＝0.5×10×1.2 J＝6 J，B点的重力势能为EpB＝－mgh2＝0.5×10×(－0.8)J＝－4 J，选项A、C正确． 【答案】　AC 二、 重力做功与重力势能变化的关系 1. 重力对物体所做的功，等于物体重力势能变化量的负值，即WG＝－ΔEp. (1) 重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少． (2) 重力对物体做多少负功，物体的重力势能就增加多少． 2. 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． 例2　(2019·河北唐山期末)关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是(　　) A. 物体克服重力做的功等于重力势能的减少 B. 重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 C. 用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和 D. 在同一高度，将物体以初速度 v0 向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等 【思路分析】　重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．重力势能的大小与零势能面的选取有关，但重力势能的变化与零势能面的选取无关． 【解析】　物体克服重力做功，说明重力做负功，物体上升，故重力势能增大，A错误；重力势能具有相对性，重力势能的大小与零势能面的选取有关，重力势能等于零的物体，可能能对别的物体做功，B错误；用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功，C错误；在同一高度，将物体以初速度v0向不同的方向抛出，从抛出