2019-2020年高中物理7.4重力势能导学案新人教版必修2(I)【学习目标】知识与技能1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关．3．知道重力势能的相对性．过程与方法：用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程．情感、态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．【学习重点】重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系．【学习难点】重力势能的系统性和相对性．【学习过程】【情景体验】情景体验1:若天花板上分别挂一钢球和乒乓球,你在下面有什么不同的感受?情景体验2:同一个钢球从不同高度处掉落到沙坑中会有什么不同?探究1:重力势能的大小与那些因素有关呢?(定性分析)【自主学习】一、重力的功(认真阅读p63教材并结合图7．4—1、图7．4—2、图7．4—3，独立推导这几种情况下重力做的功)1、图7．4—1中WG＝2、图7．4—2中WG=3、比较第一、二问题中所求出重力做的功是否相等？4、图7．4—3中重力做的功和前两个是否相等呢?如何求?(提示：用微元法)5在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功是否相等？你可以得到什么样的结论?重力做功的表达式是什么?二、重力势能(认真阅读教材65页“重力势能”一段，回答下面几个问题)．1、物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量.
特殊意义在于什么？2、怎样定义物体的重力势能?重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?3、重力势能是矢量还是标量?重力势能的单位是什么?符号是什么?4、重力势能的变化等于什么?讨论与交流（1）假设教学楼每层教室的高度是3.5m，日光灯的质量是1kg，你们目测我们教室上面的灯有多高？灯的重力势能是多少？一楼的同学觉得我们教室上方的灯有多高？重力势能是多少？（2）通过上一个问题，请说一说关于重力势能表达式中的“h”，你有什么看法？三、重力势能的相对性(认真阅读教材61页，回答下面几个问题)我们在研究一个物体重力势能时应该先参考平面．参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．可见，重力势能具有相对性．选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面。注意：1、在参考平面上方的物体的高度是值，重力势能也是值2、在参考平面下方的物体的高度是值，重力势能也是值3、势能是标量，+、—表示大小4、选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的。【合作探究】桌面高1米，一质量为1千克的小球，从离桌面1米高的A处自由落下，不计空气阻力，在这个过程中，分别以1）、A处所在平面为参考平面；2）、桌面为参考平面；3）、地面为参考平面。求重力做的功和重力势能的变化。物理量参考平面WG／JEPA／JEPB／J△EPA所在水平面 桌面地面
分析上表中的数据，你可以得到什么样的结论？四、重力做功与重力势能的变化的关系五.重力势能的系统性重力势能是地球与物体所组成的系统共有的，而不是地球上的物体单独具有的。【知识梳理】【达标检测】1.下列说法中正确的是……………()A、重力势能恒大于零B、重力做功的多少与参考平面的选取有关C、放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零D、相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能2、沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是（）A、沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多B、沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C、沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D、以上几种情况下克服重力所做的功一样多3.关于重力势能的理解，下列说法正确的是A.重力势能是一个定值B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的4．以下叙述中正确的是：A．重力对物体做正功，物体的重力势能增加； B．物体克服重力做正功，物体的重力势能越少；C．重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零；D．物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。5.如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能A、mghB、mgHC、mg（H+h）D、mg（H-h）6.物体在运动过程中，克服重力做功50J，则()A.重力做功为50JB.物体的重力势能一定增加50JC.物体的重力势能一定减小50JD.物体的重力势能一定是50J
7.若物体m沿不同的路径I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为()A．沿路径I重力做功最大。B．沿路径II重力做功最大。C．沿路径I和II重力做功一样大。D．条件不足不能判断。8.井深8m，井上支架高为2m，在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)()A.100JB.700JC.－100JD.无法确定9．在排球比赛中，某运动员用400N的力把质量为270g的排球从2．8m的高度扣向对方的场地内．在球被扣到落地的过程中，排球的重力势能变化了多少?重力对他所做的功是多少?(g取10m／s2)10、起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？11．边长为L，质量为m的立方体物体静止放在地面，在其旁边有一高为H的水平桌面，如图5。求：（a）若选地面为零势点，立方体物体的重力势能为多少？（b）若选桌椅面为零势点，立方体物体的重力势能为多少？12、如图所示，一个质量为M的物体，置于水平地面上，其上表面竖直固定着一根轻弹簧，弹簧长为L劲度系数为k，现用手拉着上端的P点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离L，在这一过程中，P点的位移(开始时弹簧处于原长)是H，这时物体重力势能增加量为多少？P
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