高中物理人教版必修第一册3.1 重力与弹力 导学案

2019-2020年高中物理《重力势能》导学案新人教版必修21.认识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。3.理解重力做功与重力势能的变化的关系。4.知道重力势能具有相对性。5.知道重力势能是物体和地球系统所共有。学习探究★自主学习一、重力做功的特点：重力做功与_________________无关，只取决于__________________。二、重力势能（1）重力势能是指____________________，表达式____________。（2）重力势能的相对性：重力势能与__________________的选取有关。但重力势能的改变与此_______。（3）重力势能的系统性：属于_______________和________________组成的系统。（4）重力势能的改变与重力做功的关系：表达式_____________。重力做正功时，重力势能____________；重力做负功，重力势能__________。★新知探究一、重力做功的特点1.分析比较课本P10图7.4-1、7.4-2、7.4-3中各种不同情况下重力所做的功与物体下落高度的关系。2.由上述分析我们能得到什么结论？用表达式的形式如何描述?二、重力势能1.重力势能是依据什么引进来的？与哪些因素有关？2.什么是重力势能？公式是什么？3.重力做功与重力势能之间有何关系？三、重力势能的相对性与系统性1.为什么说重力势能具有相对性？ 2.什么是参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？3.选择不同的参考面，对哪些物理量有影响？有何影响？对哪些物理量没有影响？4.为何说势能是系统所共有的？★例题精析【例题】质量为3㎏的物体放在高4m的平台上，取平台为零势能面，求：(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？(4)若取地面为零势能面，物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？（g取10m/s2）解析：【训练】水平地面上有一张高1m的桌子，现以桌面为零势能参考面，从桌面以上2m处，让一质量为2kg的物体自由下落，一直落到地面，求：（1）物体到达地面过程中重力势能的变化。（2）若以地面为零势能面，物体在上述过程中重力势能的变化。（g取10m/s2）自我测评1.关于重力势能，下列说法正确的是（）A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能变小了D.离地面有一定高度的物体，其重力势能可能为零2.当重力做正功时，以下判断正确的是（） A.重力势能一定增大B.重力势能一定减小C.物体一定是竖直下降D.物体一定是竖直上升3.以初速度v0竖直上抛一质量为m的物体，若不计空气阻力，且取抛出点为零势能面，则物体可达到的最大重力势能是（）A．B.C.D.4.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是（）图7－13A.阻力对系统始终做负功B.系统受到的合外力始终向下C.重力做功是系统的重力势能增加D.任意相等的时间内重力做的功相等5.一空心铁球和空心木球质量相等，球壁厚度相同，当它们放在同一水平面上时（）A.铁球重力势能大于木球重力势能B.铁球重力势能等于木球重力势能C.铁球重力势能小于木球重力势能D.上述情况都有可能6.如图7-13所示，质量为m=10kg的物体在竖直向上并通过动滑轮的轻质光滑细绳的拉力F的作用下匀速提升4m，F对物体做的功为_________J，物体增加的重力势能为__________J。（g取10m/s2）图7－14Kh7.如图7-14所示，有一连通器，左右两管的横截面积均为S，内盛密度为ρ的液体，开始时两管内的液面高度差为h，若打开底部中央的阀门K，液体开始流动，最终两端液面相平，在这一过程中，液体的重力势能变化了多少？拓展提高 ★思维升华l重力势能是标量，但有正负，其正负表示物体在参考平面的上方还是下方。l重力势能的变化具有绝对性，即与参考面的选择无关，只与重力做功的多少有关。★综合实践与创新8.有一挂在墙上的长画，上下长为1.8m，下端画轴重1N，画重0.8N（画面质量均匀），现将长画向上卷起来，长画重力势能增加了__________J，人克服重力做功为__________J。9.如图7-15所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面画连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k。现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提高度h，此时物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。图7－15Fkm 参考答案★自主学习一、重力做功的特点：路径物体所在的始末未知的高度差二、重力势能（1）物体所受重力与物体所处高度的乘积mgh（2）零势能面无关（3）物体地球（4）WG=Ep1-Ep2=-ΔEp减少增加★新知探究略★例题精析例题解析：（1）0（2）120J（3）减小120J120J（4）减小120J120J[自我测评]1.D2.B3.A4.A5.C6.4004007.减少了★综合实践与创新8.2.522.529.