高中物理人教版必修第一册3.1 重力与弹力 导学案

7.4重力势能[学习目标]（一）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.（二）过程与方法用所学功的概念推导重力作功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程（三）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。[学习方法]：实验观察法、分析归纳法[前置补偿]：1．重力势能：物体由于被举高而具有重力势能。物体的高度发生变化时，重力做功；物体被举高时，重力做_____功；物体下降时，重力做____功。2．情景体验：（小实验:让铁球从高处落到沙坑里）次数实验（小球落入砂桶中）实验现象实验1用一个铁球从不同高度释放 实验2质量不同的两铁球从同一高度释放  上述实验说明重力势能可能与哪些因素有关？  由实验可知：物体由高处下落，高度发生变化，重力势能发生变化，且重力做功，因此重力势能不能脱离对重力做功的研究[问题导学]：一．重力的功1．一个质量为m的物体，从高度是h1位置，竖直向下运动到高度为h2的位置，如课本图所示重力做功是：  2．质量为m的物体仍然从高度是h1位置，向下运动到高度为h2的位置，但这次不是竖直方向运动，而是沿着倾斜的直线AB向下运动，物体沿倾斜直线运动的距离是L，如图所示，在这一过程中重力做的功是：   3．质量为m的物体由高h1处的A点沿曲线运动到高度为h2的B点，如图所示，在这个过程中重力对物体所做的功如何求解呢？运用了什么物理思想？   【结论】根据上述的计算与分析可知道： (1)重力对物体做的功只跟它的__________________________________________，而跟物体________________无关．(2)WG=____________．可见，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．二．重力势能1．重力势能（Ep）：物理学中把mgh叫做物体的重力势能，也就是说物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。表达式：_________________             2．重力势能单位：________________3．重力做功与重力势能的关系：WG=___________物体由高处向低处运动，重力做____功（正或负，下同），物体的重力势能将_________（增大或减小，下同）重力势能减少的数量等于               ；物体由低处向高处运动，重力做_____功，物体的重力势能将________．重力势能增加的数量等于                   4．重力势能是标量．5．重力势能的理解①重力势能的相对性：物体的高度h总是相对于某个水平面来说的，实际上是把这个水平面的高度取作0．因此，物体的重力势能也总是相对某个水平面来说的，这个水平面叫__________，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．例：如图所示，质量m=0.5kg的物体，从桌面上方高h1=1.2m的A点落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2=0.8m．请完成下列问题：参考平面的选择小球在A处的重力势能小球在B处的重力势能整个下落过程中重力做功整个下落过程中重力势能增量桌  面    地  面     根据上述问题我们得到的几点结论是：a．选择不同的参考平面，物体的重力势能是_______________．b．对确定的参考平面而言：在参考平面上方的物体，重力势能为_______（填正值或负值，下同），表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能________（填高或低，下同）；在参考平面下方的物体，物体的重力势能为___________，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能________．c．虽然选择不同的参考平面，物体重力势能________，但物体在两点间重力势的增量（ΔEp）却与参考平面（也叫做零势能面）的选择_______关．②重力势能的系统性：重力势能有表达式Ep=________，由此式可知物体的重力势能跟物体重力有关，而重力是地球施加给物体的，没有地球，也就谈不上重力势能．可见，重力势能是“地球和物体”这个系统共有的．重力势能是物体和地球组成的系统共同具有的，通常所说的物体具有多少重力势能是一种不严密的说法，但不并影响我们理解物理问题．三．势能除了重力势能之外还有那些形式的能，请写在下面，并具体分析                                                                                                                                                     思考：你所学的物理概念和规律哪些用到了极限的思想？写出来                                                                         [典例剖析]： 见课本例1[课时小结]：   [达标训练]：          1．一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是           （     ）A．沿AB面重力做功多       B．沿两个面重力做的功相同C．沿AB面重力势能减少多   D．沿两个面减少的重力势能相同2．物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则下列判断中正确的是（    ）A．重力做功为50J              B．物体的重力势能一定增加了50JC．物体的动能一定减少50J      D．重力做了50J的负功3．关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是         （     ）A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C．重力做功越多，说明物体重力势增加得越多D．重力做功的多少与物体重力势能的增量多少没有直接关系4．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为                 （     ）A.．mgh     B．mgH   C．mg(h+H)  D．—mgh5．关于重力势能的几种理解，正确的是   （     ）A．重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C．在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等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的问题6．起重机以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，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.     能力提升： 7．如图所示，质量相同的小球用长度不同的轻绳悬在等高的o1、o2，将A、B水平拉伸并由静止同时释放，取自由释放时的水平位置为零势能面，则下列说法中正确的是                     A．在下落过程中，两小球在同一水平线l上时，具有相同的重力势能  B．两球分别落到最低点的过程中，减小的重力势能相等   C．A球其通过最低点时的重力势比B通过其最低时重力势能大  D．A、B两球只要下落相同的高度，则它们所具的重力势能就相等 本节预习的疑惑有哪些？