2017-2018学年高中物理（人教版,必修二）同步课件+学业分层测评+教师用书 第7章 4 重力势能 （3份打包）

4.重力势能 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道重力做功与路径无关的特点． 2．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算．(重点) 3．掌握重力做功与重力势能变化的关系．(重点) 4．理解重力势能的相对性．(难点)　 5．知道重力势能是物体和地球系统所共有的. 重力做功和重力势能 1．重力做的功 (1)特点 只跟物体运动的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关． 物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功，也可以说成物体克服重力做功． (2)表达式 WG＝mgh＝mg(h1－h2)，其中h表示物体起点和终点的高度差．h1、h2分别表示物体起点和终点的高度． 2．重力势能 (1)定义 物体由于位于高处而具有的能量． (2)大小 等于物体所受重力与所处高度的乘积，表达式为Ep＝mgh.其中h表示物体(重心)的高度． (3)单位 焦耳，与功的单位相同． (4)重力做功与重力势能变化的关系 ①表达式：WG＝Ep1－Ep2. ②重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加． 1．重力做功由重力和物体的位移决定大小．(×) 2．同一物体在不同高度时，重力势能不同．(√) 3．不同物体在同一高度，重力势能可以不同．(√) 滑雪运动员从雪山高处高速滑下，运动员的重力做了正功还是负功？其重力势能增大了还是减小了？当冲上另一个高坡时会怎样？ 【提示】　运动员从高处滑下，位移向下，重力做了正功，由于高度降低，其重力势能减小；当运动员冲上另一个高坡时，重力做负功，重力势能增大． 如图7­4­1，幼儿园小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯，请思考以下问题： 图7­4­1 探讨1：小朋友沿不同的路径从滑梯上端滑到下端，重力做的功是否相同？ 【提示】　相同．重力做功与路径无关． 探讨2：小朋友从最高点滑落到地面过程中重力势能是增加还是减少？ 【提示】　根据重力势能的表达式知，小朋友沿滑梯下滑时，高度变低，重力势能减少． 重力做功与重力势能的关系 重力做功 重力势能 物理意义 重力对物体做功 由物体与地球的相互作用产生，且由它们之间的相对位置决定的能 表达式 WG＝mgΔh Ep＝mgh 影响大小的因素 重力mg和初、末位置的高度差Δh 重力mg和相对参考面的高度h 特点 只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选择无关 与参考平面的选择有关，同一位置的物体，选择不同的参考平面，其重力势能的值不同 过程量 状态量 联系 重力做功的过程是重力势能改变的过程，重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功，重力势能就改变多少，即WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 1．(多选)如图7­4­2所示，物体沿不同的路径从A运动到B，其中按不同的路径：①有摩擦作用；②无摩擦作用，③无摩擦，但有其他外力拉它．比较这三种情况下重力做的功W1、W2、W3，重力势能的变化量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3的关系，以下正确的是(　　) 图7­4­2 A．W1＞W2＞W3　　　　 B．W1＝W2＝W3 C．ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3 D．ΔEp1＜ΔEp2＜ΔEp3 【解析】　重力做功与路径无关，取决于物体初、末位置，且与物体受不受其他力无关．重力势能的变化量只取决于重力做的功，因此，三种情况下重力做功相同，重力势能的变化量也相同． 【答案】　BC 2．关于重力做功与重力势能，下列叙述中正确的是(　　) 【导学号：50152109】 A．重力对物体做正功，物体的重力势能减少 B．物体克服重力做功，物体的重力势能减少 C．重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零 D．物体克服重力做功，物体的重力势能一定为负值 【解析】　重力对物体做正功，物体的重力势能减少，重力对物体不做功，物体的重力势能不变，但不一定等于零，选项A正确，而选项C错误；物体克服重力做功，物体的重力势能增加，但与重力势能的正负无关，选项B、D均错． 【答案】　A 3．物体在运动过程中，克服重力做功50 J，则(　　) A．重力做功为50 J B．物体的重力势能一定增加50 J C．物体的重力势能一定减小50 J D．物体的重力势能一定是50 J 【解析】　克服重力做功50 J，即重力做功为－50 J，物体的重力势能一定增加50 J，故选项B正确． 【答案】　B 求重力做功的两种方法 (1)根据功的定义式求解：先求初、末位置的高度差，再求出重力与此高度差的乘积，即为重力做的功． (2)根据重力势能的变化与重力做功的关系求解：重力做的功等于重力势能变化量的负值． 重力势能的相对性和系统性 1．相对性 (1)参考平面：物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做参考平面．在参考平面上，物体的重力势能取