8.2 重力势能 导学案 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

学校 阜新市高新区育才高中 课型 习题课 学生 姓名： 班级： 小组： 课时 1 课题 8.2 重力势能 年级 高一 学习目标 1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点。 2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行有关计算。 3.知道重力势能具有相对性，理解重力做功与重力势能变化的关系。 4.理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧的弹性势能大小的相关因素。 基础知识 一、重力做的功 1．表达式：WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2，式中Δh指初位置与末位置的 。h1、h2分别指 、 的高度。 2．正负：物体下降时重力做 功；物体被举高时重力做 功。 3．特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的 的位置有关，而跟物体运动的 无关。 二、重力势能 1．(1)定义：物体由于位于高处而具有的能量。 (2)表达式：Ep＝ 。 (3)标矢性：重力势能是 (选填“标量”或“矢量”)，只有大小，没有方向。 (4)单位： ，符号： 。 2．重力做功与重力势能变化的关系 (1)表达式：WG＝ ＝－ΔEp。 (2)两种情况 ①当物体由高处运动到低处时，重力做 ，重力势能 ，即WG>0，Ep1> Ep2。 ②当物体由低处运动到高处时，重力做 ，重力势能 ，即WG<0，Ep1< Ep2。重力做负功也可以说成物体 。 三、重力势能的相对性 1．参考平面：物体的重力势能总是相对于某一 来说的，在参考平面上，物体的重力势能为 。 2．相对性：选择不同的参考平面，物体重力势能的数值 (选填“相同”或“不同”)。 3．正负的含义：参考平面上方物体的重力势能是 ，参考平面下方物体的重力势能是 。 例题剖析 1．(物理观念命题)如图所示，质量为m的跳高运动员用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功( ) A．都必须大于mgh B．都不一定大于mgh C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh 2．(2021·河北武邑中学高一月考)一个100 g的球从1.8 m的高处落到一水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)( ) A．重力做了1.8 J的功 B．重力做了0.55 J的负功 C．球的重力势能一定减少了0.55 J D．球的重力势能一定增加了1.25 J 3．如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则软绳重力势能变化量为( ) A．mgl　　　 B.mgl C.mgl　　　 D.mgl 4.如果以某水平面为重力势能的参考平面，将一质量为m的小球从该水平面上方h0高处由静止释放。则小球的重力势能随小球下落高度的变化规律正确的是( ) 二、多项选择题 5.如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能减小的是( ) A．如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能 B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能 C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能 D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能 6．质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，则整个过程中( ) A．重力对物体做功为mgH B．物体的重力势能减少了mg(H＋h) C．重力对物体做的功为mg(H＋h) D．物体的重力势能减少了mgH 三、非选择题 7．如图所示，杆中点有一转轴O，两端分别固定质量为2m、m的小球a和b，当杆从水平位置转到竖直位置时，小球a和b构成的系统的重力势能如何变化，变化了多少？(重力加速度为g) 8．(科学思维命题)水上摩天轮耸立在蠡湖北岸，为无锡增添了一道风景，它架设70个轿厢，可同时容纳384个人观光，如图所示。设摩天轮的半径为R，一质量为m的游客乘摩天轮匀速旋转一圈所用时间为T，重力加速度为