人教版2022年高中物理必修第一册3.1 重力与弹力 导学案

高一物理必修二第七章第四节《重力势能》导学案命制学校：沙市第五中学命制教师：学习目标：1.认识重力做功与路径无关这一特点。2.理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式进行计算。3.理解重力做功和重力势能变化的关系4.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球组成的系统所共有的。学习重点：1.重力势能的理解和计算。2.重力做功和重力势能变化的关系学习难点：对公式=—Δ学法指导：自主学习、交流讨论、合作探究、归纳总结知识链接重力势能的概念及影响其大小的因素；恒力功的计算式W=FL.自主学习1.势能的概念：的物体凭借其而具有的能量叫做势能。2.力做功的表达式：。重力做功的点：只跟物体运动的和有关，而跟物体运动的无关。重力功的表达式：==,其中、分别表示物体起点和终点的高度。3.重力势能的概念：物体由于被而具有的势能。重力势能的表达式：Ep=，即重力势能等于物体所受与所处的乘积。4.重力势能是量，有无；单位：。5.重力做功与重力势能变化的关系：==—Δ即重力做正功，物体的重力势能将_____；重力做负功，物体的重力势能将________。6.物体的重力势能总是相对某个参考平面来说的，我们规定这个参考平面的重力势能为__________，参考平面选取不同，重力势能的数值就   。但重力势能的变化量ΔEp却与参考面的选择____关。7.重力势能是 这个系统共有的。合作探究 一、重力做功的特点：求下列三种情况下重力的功(小组合作探究)（1）物体竖直向下运动，高度从降为（2）物体沿倾斜直线向下运动，高度从降为（3）物体沿任意路径向下运动，高度从降为_____________________________________________结论：312Ah【课堂检测1】如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（）A.沿轨道1滑下重力做功多B.B.沿轨道2滑下重力做功多C.沿轨道3滑下重力做功多D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多二、重力势能的大小：从上面重力做功的结果，mgh是一个很有物理意义的量。（1）mgh与重力做功密切相关，重力的功等于初末两个位置mgh的差值（2）若将mgh视为一个物理量，则它既与质量m有关，又与高度h有关（3）mgh的单位是焦耳，与能量的单位相同结论：物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。=mgh三、重力做功与重力势能的变化的关系：1、起重机吊着质量为m的物体沿着竖直方向向下运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少? 2、起重机吊着质量为m的物向下运动，高度从降为体沿着竖直方向向上运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?结论：【课堂检测2】质量是50kg的人沿着长L=150m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？（g取10m/s2）四、重力势能的相对性（小组讨论）1.重力势能的相对性如何理解？2.如何认识重力势能的正负？【课堂检测3】如图，质量m=0.5kg的小球，从桌面上方高h1=1.2m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s²)参考面小球在A处的重力势能（J）小球在B处的重力势能（J）整个过程中重力做功(J)整个过程中重力势能变化量(J)桌面地面五、重力势能是物体与地球这个“系统”所共有的 我们知道，物体重力势能的变化是重力作功的结果，而重力是地球和物体之间的吸引力。因此，可以设想，如果没有地球对物体的重力作用，也就谈不上重力作功和重力势能的问题。所以，重力势能并不是物体单方面所有。表达式Ep=mgh中的重力“mg”和高度“h”，都是与物体和地球两个方面同时相关联的，离开任何一方都不行。物理学中常常把这种彼此具有相互作用的物体组看作一个整体，称之为力学系统。势能Ep=mgh，实际上是物体和地球所组成的重力系统所共有的，通常略去“系统”的两字，简单地说成是物体的重力势能。由于人们本身生活在地球上，而且地球的质量远远大于物体的质量，因此，在物体和地球相互作用的过程中，只能直观地觉察到物体受地球的吸引而运动，而不可能觉察到地球也同时在物体的吸引之下而运动，于是人们根据举高了的物体落下来时对其它物体作功的事实，就把重力系统—“物体和地球”所具有的势能说成是“物体的势能”。虽然，这种说法是不确切的。但是这对问题的叙述却带来了方便，而又不影响对具体问题的分析讨论，所以无形中就成为大家“约定”的表述方式了。五、课堂练习：1、关于重力势能，以下说法中正确的是：（）A、重力势能只是由重物自身所决定的。B、重力势能是标量，不可能有正、负值。C、重力势能具有相对性，所以其大小是相对的。D、物体克服重力所做的功等于物体重力势能的增加。2.物体1的重力势能Ep1=3J，物体2的重力势能Ep2=－3J，则（）A.Ep1=Ep2 B.Ep1＞Ep2 C.Ep1＜Ep2 D.无法判断3.将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，则（）A.不论选取什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增加量相同B.不论选取什么参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能相等C.不同的参考平面，两种情况中。重力做功不等D.不同的参考平面，两种情况中。重力最后的重力势能肯定不等4.下列说法中正确的是（） A.物体克服重力做功，物体的重力势能增加B.物体克服重力做功，物体的重力势能减少C.重力对物体做正功，物体的重力势能增加D.重力对物体做负功，物体的重力势能减少5.物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（）A.物体的重力势能一定为50J B.物体的重力势能一定增加50JC.物体的重力势能一定减少50J D.物体的重力势能可能不变6.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体，若以地面为参考平面，则物体的重力势能有；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能是。7.质量为5kg的钢球，从离地15m高处自由下落1s，其重力势能变为（g取10m/s2，取地面为参考平面）8.在水平地面上平铺着n块相同的砖，每块砖的质量都为m，厚度为d。若将这n块砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？θv09.如图所示，一个质量为m的木块，以初速度v0冲上倾角为θ的固定斜面，沿斜面上升L的距离后又返回运动.若木块与斜面间的动摩擦因数为μ，求： （1）木块上升过程克服重力做功的平均功率；木块的重力势能变化了多少？（2）木块从开始运动到返回到出发点的过程中，滑动摩擦力做的功是多少？（3）木块从开始运动到返回到出发点的过程中，重力做的功是多少？重力势能变化了多少？