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

第8章 机械能守恒定律 第2讲 重力势能 第8章 机械能守恒定律 第2讲 重力势能 课前预习（看教材填空） 1、 重力做的功 1．做功表达式：WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2，式中Δh指初位置与末位置的（ ）；h1、h2分别指初位置、末位置的高度。 2．做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的（ ）无关。 3．做功的正负：物体下降时重力做（ ）；物体被举高时重力做（ ）。 二、 重力势能 1．定义：物体处于一定的（ ）而具有的能。 2．公式：Ep＝（ ）。 3．单位：焦耳，符号J。 4．标矢性：重力势能是（ ），但有（ ）之分。 5．重力做功和重力势能变化的关系：重力做正功，重力势能（ ），重力做负功，重力势能（ ）。关系式：WG＝（ ）。 三、重力势能的相对性 1．参考平面：把高度规定为零的水平面。任何物体在该平面上的重力势能（ ）。参考平面的选取是任意的，通常情况下选取（ ）为参考平面。 2．相对性：物体的重力势能是相对的，它是相对于参考平面而言的。物体的重力势能可以取正、零、负值，其正负不表示方向，只表示物体位于参考平面的（ ）或（ ）。 四、弹性势能 1．弹性势能：物体因为发生（ ）而具有的能。 2．影响弹性势能的因素：一个物体弹性势能的大小，取决于（ ）与劲度系数的大小。 3．弹性势能的改变：物体弹性势能的改变总是与（ ）相对应，即弹力对外做了多少功，弹性势能就（ ）多少。反之，克服弹力做了多少功，弹性势能就（ ）多少。 4．势能：也叫（ ），与相互作用的物体的相对位置有关 课堂讲解 知识点1、重力做的功 1．重力做的功 WG＝mg(h1－h2)，其中h1、h2分别是初、末位置的高度．物体由高处运动到低处时，重力做正功．物体由低处运动到高处时，重力做负功． 2．重力做功的特点 物体运动时，重力对物体所做的功只与物体初、末位置的高度差有关，与物体运动的路径无关． 例1、如图所示，一物体从A点出发，分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的B、C、D三点。关于重力的做功情况，下列说法正确的是( ) A．沿AB面滑下时，重力做功最多 B．沿AC面滑下时，重力做功最多 C．沿AD抛物线运动时，重力做功最多 D．三种情况下，重力做的功相等 变式1、沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是(　　) A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多 B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多 C．沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多 D．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同。 知识点2、重力势能 (1)定义：物体由于被举高而具有的能，叫作重力势能，符号为Ep. (2)大小：Ep＝mgh. 上式表明，物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积．物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大． (3)单位：重力势能的单位与功的单位相同，在国际单位制中是焦耳(J)． (4)特点：重力势能是标量，只有大小，没有方向，其正、负号表示与势能为零的平面(参考平面)的相对位置，比较重力势能的大小时，正负表示重力势能的大小． (5)重力势能的计算方法 ①规定参考平面，一般选地面为参考平面．②明确物体在参考平面之上还是在参考平面之下．找出物体到参考平面的竖直高度．代入Ep＝mgh计算，注意h的正负和单位统一．③重力势能Ep＝mgh具有相对性，与参考平面的选取有关，其中h是相对参考平面的高度。当物体在参考平面下方h处时，重力势能Ep＝－mgh。 (6)重力势能的变化ΔEp（末状态的重力势能减初状态的重力势能）与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的。 注意：要注意重力势能的正负与功的正负的区别，重力势能的正负表示大小，正值比零大，负值比零小，而功的正负表示是动力做功还是阻力做功。 例2、如图所示，桌面距地面0.8 m，一物体质量为2 kg，放在距桌面0.4 m高的支架上．(取g＝10 m/s2) (1)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能变化了多少？ (2)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能变化了多少？ 变式2、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的