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机械能守恒定律
第二节重力势能
一、学习目标
1.理解重力势能的概念 2.知道重力做功特点 3.掌握重力势能发生变化的原因 二、学习重难点
重点:重力做功与路径无关,重力势能表达式的得出过程。
难点:重力势能的概念、相对性、系统性及重力做功与重力势能变化的关系。
三、学习任务
任务一:如图所示,一个物体在推力F作用下,由A点出发,先从斜面A处向下运动,到达B点后,沿水平段BC运动,最后沿斜面CD向上运动。物体与接触面之间存在着摩擦力,推力F的方向始终与物体运动的方向一致。试分析三个阶段中推力的功、摩擦力的功重力的功的正负,以及物体重力势能的变化,并填入下表中。
A→B B→C C→D WF Wf WG Ep WF Wf WG Ep WF Wf WG Ep
任务二:如图,质量为 m 的小球从 A 位置运动到 B 位置三种情形,求出重力做的功,并分析重力做功的特点。
任务三:如图,质量 0.5 kg 的小球,从桌面以上ℎ1 = 1.2 m 的 A 点落到地面的 B 点,桌面高 ℎ2 = 0.8 m。关于小球的重力势能,请按要求填写下表。( g = 10 m/s2 )
所选择的参考平面 小球在A点的重力势能 小球在B点的重力势能 整个下落过程中小球重力做的功 整个下落过程中小球重力势能的变化量 桌面 地面
四、课堂练习
1.下列关于物体具有的重力势能的说法,正确的是( )
A.重力大的物体,重力势能一定大
B.惯性大的物体,重力势能一定大
C.海拔越高的物体,重力势能一定大
D.静止的物体也可能有重力势能
2.如图,在离地面高为H处的A点将皮球释放,皮球被地面反弹后上升到离地面高为h的B点的过程中(已知皮球的质量为m,当地重力加速度为g)。以下说法正确的是( )
A.皮球在A点重力势能为mgH
B.皮球在B点的重力势能为mgh
C.该过程中皮球重力势能改变了mg(h-H)
D.该过程中皮球重力势能改变了mg(H-h)
3.如图所示,质量为m的小球用长为的细线悬于O点。将细线拉直成水平状态,并给小球一个向下的速度让小球向下运动,O点正下方处有一钉子,小球运动到B处,会以D点为圆心做圆周运动,并经过C点,若已知OD等于23l,则,
(1)小球由A点运动到C点的过程中,重力做功为多少?重力势能减少了多少?
(2)若选取初始平面为参考平面,求小球在B处的重力势能.