2019_2020學年高中物理7.4重力勢能學案（含解析）新人教版必修2.docx

4重力勢能學習目標1.認識重力做功與路徑無關(guān).2.理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義式進行計算.3.理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系.4.知道重力勢能的相對性和系統(tǒng)性.自主探究1.重力的功:重力的功與路徑,只與它的有關(guān),即:WG=.2.重力勢能:物體受到的的乘積,即:Ep=.3.重力勢能具有系統(tǒng)性,它是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有,物體的重力勢能是多少,并不是地球上的物體單獨具有的;重力勢能具有相對性,只有規(guī)定了之后,重力勢能才有確定的值.這個值可以是值(在零勢能面以上),可以是值(在零勢能面以下),可以是(在等勢面上).4.重力做功跟重力勢能的關(guān)系:重力做功改變物體的重力勢能,重力做了多少功,物體的重力勢能.重力對物體做正功時,物體的重力勢能,重力做負功時,物體的重力勢能.即WG=Ep1-Ep2=-Ep.合作探究一、重力的功重力做功與什么因素有關(guān)呢?設(shè)質(zhì)量為m的物體,從高度是h1的位置,通過下列三種例子來探究一下.思考:你認為這三種情況下如何求重力的功?圖甲:重力做功圖乙:重力做功圖丙:重力做功結(jié)論:表達式:二、重力勢能1.重力勢能的定義2.重力勢能是3.重力勢能的單位:,符號是4.重力做功與重力勢能之間的關(guān)系【思考與討論】閱讀教材說一說,如果重力做功與運動路徑有關(guān),能量變化能否表示重力做的功?三、重力勢能的相對性和系統(tǒng)性1.相對性:重力勢能總是相對選定的而言,在上方,重力勢能為在下方,重力勢能為.注意:有實際意義的是重力勢能的,這個并不因選擇不同的參考平面而有所.2.系統(tǒng)性:重力勢能是與組成的系統(tǒng)共有的.【鞏固訓練】練習1如圖表示一個斜拋物體的運動,當物體由拋出位置1運動到最高位置2時,重力做功是多少?由位置2運動到跟位置1在同一水平面上的位置3時,重力做功是多少?由位置1運動到位置3呢?練習2關(guān)于重力勢能,以下說法中正確的是()A.某個物體處于某個位置,重力勢能的大小是唯一確定的B.重力勢能為0的物體,不可能對別的物體做功C.物體做勻速直線運動時,重力勢能一定不變D.只要重力做功,重力勢能一定變化練習3將重為50N的物體沿著豎直方向向上勻速吊起10m高,此過程中物體的重力勢能變化了J,拉力對物體做功J.若物體以1m/s2的加速度上升10m高,此過程中物體的重力勢能變化了J,拉力對物體做了J的功.(g取10m/s2)練習4質(zhì)量為3kg的物體放在高4m的平臺上,取平臺為零勢能面,求:(1)物體相對于平臺表面的重力勢能是多少?(2)物體相對于地面的重力勢能是多少?(3)物體從平臺落到地面上,重力勢能變化了多少?重力做的功是多少?(4)若取地面為零勢能面,物體從平臺落到地面上,重力勢能變化了多少?重力做的功是多少?(g取10m/s2)課堂檢測1.下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是()A.重力勢能是地球和物體共同具有的,而不是物體單獨具有的B.重力勢能的大小是相對的C.重力勢能等于零的物體,不可能對別的物體做功D.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零2.沿著高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端,下列說法正確的是()A.沿坡度小的斜面運動時物體克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面運動時物體克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面運動時物體克服重力做功多D.不管沿怎樣的斜面運動,物體克服重力做功相同,物體增加的重力勢能也相同3.關(guān)于重力勢能,以下敘述正確的是()A.重力對物體做功越多,物體的重力勢能減少越多B.物體克服重力做功越多,物體的重力勢能減少越多C.重力對物體不做功,物體的重力勢能一定為零D.物體克服重力做的功等于重力勢能的增加量4.質(zhì)量為50kg、高為1.8m的跳高運動員,背越式跳過2m高的橫竿而平落在高50cm的墊子上,整個過程中重力對人做的功大約為()A.1000JB.750JC.650JD.200J5.運動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程.將人和傘看成一個系統(tǒng),在這兩個過程中,下列說法正確的是()A.阻力對系統(tǒng)始終做負功B.系統(tǒng)受到的合力始終向下C.重力做功使系統(tǒng)的重力勢能增加D.任意相等的時間內(nèi)重力做的功相等6.地面上豎直放置一根勁度系數(shù)為k,原長為L0的輕彈簧,在其正上方有一質(zhì)量為m的小球從h高處自由落到輕彈簧上,彈簧被壓縮,則小球速度最大時重力勢能為(以地面為參考平面)()A.mg(L0-mgk)B.m2g2kC.mgL0D.mg(h+L0)7.物體做自由落體運動,如圖所示為其相對于地面的重力勢能與下落速度的關(guān)系圖象,其中正確的是()8.一根粗細均勻的長直鐵棒重600N,平放在水平地面上.現(xiàn)將一端從地面抬高0.50m,而另一端仍在地面上,則()A.鐵棒的重力勢能增加了300JB.鐵棒的重力勢能增加了150JC.鐵棒的重力勢能增加量為0D.鐵棒重力勢能增加多少與參考平面選取有關(guān),所以無法確定9.如圖所示,某物塊分別沿三條不同的軌道由離地面高h的A點滑到同一水平面上,軌道1、2是光滑的,軌道3是粗糙的,則()A.沿軌道1滑下重力做的功多B.沿軌道2滑下重力做的功多C.沿軌道3滑下重力做的功多D.沿三條軌道滑下重力做的功一樣多10.質(zhì)量為m的物體,沿傾角為的光滑斜面由靜止下滑,當下滑t s時重力勢能減少量為()A.12mg2t2sinB.12mg2t2C.mg2t2D.12mg2t2sin211.質(zhì)量為m的均勻鏈條長為L,開始放在光滑的水平桌面上時,有14的長度懸在桌邊緣,如圖所示,松手后,鏈條滑離桌面,問:從開始到鏈條剛好滑離桌面過程中重力勢能變化了多少?12.起重機以g4的加速度,將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升h高度,則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少?物體克服重力做功為多少?物體的重力勢能變化了多少?(空氣阻力不計)13.在離地80m處無初速釋放一小球,小球質(zhì)量為m=200g,不計空氣阻力,g取10m/s2,取最高點所在水平面為零勢能參考平面.求:(1)在第2s末小球的重力勢能;(2)在第3s內(nèi)重力所做的功及重力勢能的變化.參考答案自主探究1.無關(guān)高度差mgh=mgh1-mgh22.重力與所處的高度mgh3.零勢能面正負零4.改變了多少減少增加合作探究一、重力的功WG=mgh=mgh1-mgh2WG=mgcosl=mgh=mgh1-mgh2WG=mgh1+mgh2+mgh3=mgh=mgh1-mgh2重力做功只跟它的起點與終點的位置有關(guān),而與運動路徑無關(guān).WG=mgh1-mgh2二、重力勢能1.物體的重力勢能等于它所受的重力與所處的高度的乘積.2.標量3.焦耳J4.WG=Ep1-Ep2【思考與討論】不能.因為物體的勢能是物體憑借其位置所具有的能量,正是因為重力做功與路徑無關(guān),說明與重力做功相關(guān)的能量才是一種“物體憑借其位置所具有的能量”,才是一種勢能,才能把mgh叫做重力勢能.如果重力做功與路徑有關(guān),那么與重力做功相關(guān)的能量也就與路徑有關(guān),就不能把mgh叫做重力勢能.正如摩擦力做功與路徑有關(guān),對于摩擦力就不能引入相應的“摩擦力勢能”.三、重力勢能的相對性和系統(tǒng)性1.參考平面正負差值差值不同2.物體地球【鞏固訓練】1.由1至2重力做功-mgh由2至3重力做功mgh由1至3重力做功為零2.答案:D3.答案:5005005005504.解析:(1)0(2)120J(3)減小了120J120J(4)減小了120J120J課堂檢測1.AB2.D3.AD4.D5.A6.A7.C8.B9.D10.D11.解析:設(shè)桌面為參考平面,開始時重力勢能Ep1=-14mgL8=-mgL32.末態(tài)時重力勢能Ep2=-mgL2=-mgL2.故重力勢能變化Ep=Ep2-Ep1=-1532mgL.答案:減小1532mgL12.答案:0.75mgh-mgh增加了mgh13.解析:(1)在第2s末小球所處的高度為h=-1