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

8.2重力势能导学案 学习目标： 1.知道重力做功的特点(重点)。 2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系(重难点)。 3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球组成的“系统”所共有的(重点)。 4.理解弹性势能，知道影响弹性势能大小的相关因素。 一、重力做的功 如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题(重力加速度为g)： (1)求出图甲情形中重力做的功； (2)求出图乙情形中重力做的功； (3)求出图丙情形中重力做的功； (4)重力做功有什么特点？ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 梳理与总结： 1．重力所做的功WG＝________，Δh指初位置与末位置的高度差。 2．重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的____________________有关，而跟物体运动的路径无关。 3．物体下降时重力________(选填“做正”“做负”或“不做”)功； 物体上升时重力________(选填“做正”“做负”或“不做”)功。 4．重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关。 二、重力势能 如图所示，水平桌面距地面的高度为0.8 m，一物体(可看成质点)质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取10 m/s2) (1)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地面过程中重力势能的减少量； (2)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地面过程中重力势能的减少量； (3)比较以上计算结果，说明什么问题？ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 梳理与总结： 1．(1)重力做功与路径无关，总有WG＝mgh1－mgh2。可见mgh这个量有特殊意义，我们把它叫作物体的________。 (2)重力势能Ep＝mgh具有________，与参考平面的选取有关，其中h是____________的高度。 (3)重力势能是________量，但有正负，正负表示重力势能的________。当物体在参考平面下方h处，重力势能Ep＝________。 (4)重力势能的差值ΔEp与参考平面的选取________，它的差值是绝对的。 (5)重力势能具有________，重力势能是物体和________共有的。 2．重力做功与重力势能变化的关系 WG＝____________＝－ΔEp (1)当物体由高处运动到低处时，重力做________功，重力势能________，重力势能的减少量等于重力所做的功。 (2)当物体由低处运动到高处时，重力做________功(物体克服重力做功)，重力势能________，重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功。 思考与讨论： 重力势能Ep＝mgh中的“h”与重力做功W＝mgΔh中的“Δh”相同吗？若不同，有何区别？ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 三、弹性势能 如图所示，物体与水平轻质弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处由静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，弹簧始终在弹性限度内，则： (1)物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？ (2)物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？ (3)在A、A′处弹性势能有什么关系？ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 梳理与总结： 1．定义：发生_