高中物理必修第一册人教版3.1 重力与弹力 导学案

重力势能【学习目标】1．认识并能理解重力做功与路径无关的特点；理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算；理解重力做功与重力势能的变化之间的关系；知道重力势能具有相对性。知道重力势能是物体与地球系统所共有的。2．区别重力势能的相对性与重力势能变化的绝对性；明确重力势能正负的意义，同时小结物理量正负的含义；【自主学习】任务一：阅读教材“重力做的功”与“重力势能”标题下的内容，思考并回答以下内容1．分析课本中的三幅图，归纳出重力做功的特点:2．能说出并记住重力势能的表达式。（1）定义：（2）表达式：（3）重力做功与重力势能改变的关系：任务二：阅读教材“重力势能的相对性”的内容，思考并回答以下内容1．总结出重力势能与参考平面的关系。2．重力势能的正负含义是什么吗？任务三：阅读教材“势能是系统所共有的”标题下的内容，思考并回答以下内容1．为什么重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的？1．如图所示，小球的质量为m，重力加速度为g，取小球在B点的重力势能为零，则小球A.在A点的重力势能EP=mgh1B.在C点的重力势能EP=mgh2C.在A点的重力势能EP=mg(h1-h2)D.在C点的重力势能EP=mg(h1-h2)【答案】C 点睛：本题关键是明确重力势能具有相对性，要先确定正负值，再根据公式求解。2．质量为m的小球,从离桌面H高处由静止落下,桌面离地面高为h(如图),设桌面处的重力势能为零, 则小球落地时的重力势能为：（）A.mgHB.-mghC.mg(H+h)D.mg(H-h)【答案】B【解析】以桌面为零势能参考平面，地面离零势能点的高度为-h，物体重力势能为，B正确，【点睛】重力势能表达式中，h为物体相对零势能点的高度，因此重力势能大小和零势能点的选取有关，而重力做功和零势能的选取无关，只与物体的初末位置有关．3．（多选）与物体的重力势能有关的因素是（）A.物体的质量B.物体的速度C.物体和参考平面之间的高度差D.物体的大小【答案】AC【解析】物体重力势能的表达式：，由物体的重力和物体距参考平面的高度决定，AC正确，BD错误；故选AC。4．物体从高处下落的过程中A.重力做负功，重力势能减少B.重力做负功，重力势能增大C.重力做正功，重力势能增大D.重力做正功，重力势能减少【答案】D【解析】物体从高处下落的过程中，重力向下，位移向下，则重力做正功，重力势能减小，故选项D正确， ABC错误；故选D.5．物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则（）A.物体的动能一定增加50JB.物体的重力势能一定减少了50JC.物体的动能一定减少50JD.物体的重力势能一定增加了50J【答案】D点睛：本题考查重力做功与重力势能关系；要注意明确二者的对应关系；同时注意和动能定理进行区分．明确功能关系的准确意义．6．我国发射的“神舟七号”飞船在绕地球45圈后，与2008年9月28日胜利返航．在返回舱拖着降落伞下落的过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为（  ）A.重力做正功，重力势能减小B.重力做正功，重力势能增加C.重力做负功，重力势能减小D.重力做负功，重力势能增加【答案】A【解析】返回舱在下落的过程中，重力方向和速度方向相同，所以重力作正功，重力势能减少，故A正确，BCD错误。7．从离地面高h处以v0水平抛出的质量为m的物体，其重力势能与下落时间t的图象如图所示(以地面为零势面)，其中正确的是()A.B.C.D.【答案】D 点睛：判断各个物理量之间的关系时，一定要根据物理规律推导出两个变量之间的关系式再进一步的判断它们的关系．8．质量为20kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为5m．这块铁板相对二楼地面的重力势能为________J，相对楼外地面的重力势能为________J；将铁板提高1m，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了________J；若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了________J．【答案】0103200200【解析】根据重力势能的定义式，以二楼地面为参考平面：Ep＝0．以楼外地面为参考平面：Ep＝mgh＝20×10×5J＝103J．以二楼地面为参考平面：ΔEp＝Ep2－Ep1＝mgh1－0＝20×10×1J＝200J．以楼外地面为参考平面：ΔEp＝Ep2－Ep1＝mg（h＋h1）－mgh＝mgh1＝20×10×1J＝200J．