第1章 第4节 势能及其改变-【新课程学案】2026-2027学年高中物理必修第二册教师用书word（鲁科版 福建专版）

第4节　势能及其改变(强基课逐点理清物理观念)

 

逐点清(一) 重力势能

　　　　　　　　　　　　　　　　

[多维度理解]

1.定义：把物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能。

2.公式：Ep=mgh。

3.单位：焦耳，符号J。

4.标矢性：重力势能是标量，但有正、负之分。

5.相对性

(1)零势能参考平面：

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为零。参考平面的选取是任意的，通常情况下选取地面为参考平面。

(2)相对性：

物体的重力势能是相对的，它是相对于零势能参考平面而言的。物体的重力势能可以取正、零、负值，其正负不表示方向，只表示物体位于零势能参考平面的上方或下方。

　　[微点拨]

1.重力势能的特性

2.重力势能的正负

(1)正值表示：物体位于参考平面以上，其重力势能Ep>0。

(2)负值表示：物体位于参考平面以下，其重力势能Ep<0。

[全方位练明]

1.判断下列说法是否正确。

(1)重力势能是物体和地球组成的系统共同具有的能量。 (√)

(2)h越大的物体具有的重力势能越大。 (×)

(3)物体的质量大，所具有的重力势能不一定大。 (√)

(4)同一物体在不同高度的重力势能为Ep1=2 J，Ep2=-3 J，则Ep1>Ep2。 (√)

2.将质量为m、可视为质点的小球，从离地面h高处竖直向上抛出，最高点与地面间的距离为H，如图所示。取抛出点所在水平面为零势能参考平面，重力加速度大小为g。小球在最高点的重力势能为              (　 )

A.mgh B.mgH

C.mg(H-h) D.mg(H+h)

解析：选C　由重力势能Ep=mgh，其中h为此位置距零势能参考平面的距离，在本题中为(H-h)，故Ep=mg(H-h)，故C正确。

3.一实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平面上，下列说法正确的是              (　 )

A.铁球的重力势能大于木球的重力势能

B.铁球的重力势能等于木球的重力势能

C.铁球的重力势能小于木球的重力势能

D.上述三种情况都有可能

解析：选C　准确理解重力势能表达式Ep=mgh中每个量的确切含义是分析问题的关键(“h”表示物体重心相对参考平面的高度)。由于铁球和木球的密度不同，所以质量相等的实心铁球和实心木球相比，木球的体积较大，放在同一水平面上时，木球的重心高，因此木球的重力势能大于铁球的重力势能，故C正确，A、B、D错误。

　　　　　　逐点清(二) 重力做功与重力势能改变的关系

 [多维度理解]

1.重力做功的特点：重力做功与始末位置的高度差有关，与路径无关。只要始末位置的高度差相同，重力做功就相同。

2.两者间的关系：重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减小多少；物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增大多少。

3.关系式：WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。

　　[微点拨]　重力做功与重力势能的比较