2020年高中物理学案(新人教必修二)7.4《重力势能》3.docx

7.4《重力势能》导学案
【学习目标】
知道重力势能的概念，重力做功的特点，重力做功与重力势能的变化关系，重力势能的相对性
【重点难点】
重力势能：重力势能的计算、重力势能变化与重力做功的关系、重力势能的相对性
【学法指导】
认真阅读教材，体会重力势能的物理意义，体会重力做功和重力势能变化的关系。
【学问链接】
1．功的物理意义：功是能量转化的_____.
2．功的定义式__________________；力对物体所做的功，等于_______、________、____________________这三者的乘积。
【学习过程】
一、重力势能概念的建立
1．同学们计算课本p10图4-1 4-2 4-3 三种状况下重力做功的大小关系
2 总结重力做功的特点：
3思考重力势能可能与那些因素有关？

4物体由于 而具有的能量叫做重力势能，表达EP= 重力势能是 量，有正负之分
二、重力做功与重力势能的变化关系
1．一起重机使货物匀速上升，加速上升，减速上升相同的高度重力做功与重力势能的变化关系
2．一起重机使货物匀速下降，加速下降，减速下降相同的高度重力做功与重力势能的变化关系
总结：物体向上运动，重力做（ ）重力势能（ ）重力做了多少功，重力势能就（ ）
物体向下运动，重力做（ ）重力势能（ ）重力做了多少功，重力势能就（ ）
重力做功和重力势能的关系可写为
三、重力势能的相对性
1．重力势能是状态量还是过程量？
2．重力势能的相对性
3．选择不同的参考系重力势能的大小不同，那么重力势能的变化量与参考系的选择有关吗？
重力势能属于地球和物体组成的系统
【训练测试】
1． 关于重力势能的说法，正确的有(　　)
A．重力势能只能由重物打算
B．重力势能不能为负值
C．重力势能是相对的
D．重力对物体做正功，物体的重力势能增大
2．甲、乙两个物体的位置如图所示，质量关系m甲<m乙，甲在桌面上，乙在地面上，若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为EP1、EP2，则有(　　)
A．EP1>EP2
B．EP1<EP2
C．EP1＝EP2
D．无法推断
3． 竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的函数图象(如图所示)中正确的是(不计空气阻力，以竖直向下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点为零势能点)(　　)

4．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是(　　)
A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加
B．在同一高度，将物体以初速度v0向不同方向抛出，从抛出到落地的过程中，重力所做的功相等，物体所削减的重力势能肯定相等
C．重力势能等于零的物体，不行能对别的物体做功
D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力的功与物体重力势能之和
5．如图所示，小球质量为m，大小不计，右边圆轨道半径为R，小球从h＝3R处沿斜面滑下后，又沿圆轨道滑到最高点P处，在这一过程中，重力对小球所做的功为________，小球重力势能削减了________．
z
6．金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它主体建筑地上88层，地下3层，高420.5m，是目前国内第一、世界第三高楼(如图所示)．距地面341m的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目远眺，上海新貌尽收在眼底．站在88层上质量为60kg的游客，在下列状况中，他的重力势能各是多少？(g取10m/s2)
(1)以地面为零势面；
(2)以第88层为零势面；
(3)以420.5m的楼顶为零势面，若他乘电梯从地面上升到88层，他克服重力做多少功？
【参考答案】
1．答案：C
2．答案：A
解析：取桌面为零势能面，则EP1＝0，物体乙在桌面以下，EP2<0，故EP1>EP2，故A正确．
3．答案：ABC
4．答案：AB
解析：依据WG＝Ep1－Ep2知，物体克服重力做的功等于重力势能增加，A正确．依据重力做功的特点知，从同一高度抛出物体到落地的过程中，重力做功相等，因而重力势能的削减量也相等，B正确．重力势能的数值依靠于参考面的选取，重力势能为零的物体，完全可以对别的物体做功，C错误．用手托住物体匀速上升时，手的支持力等于物体的重力，手的支持力做的功等于物体克服重力的功，也等于物体重力势能的增加量，D错误．
5．答案：mgR　mgR
6．答案：(1)2.046×105J　(2)0　(3)2.046×105J
解析：(1)以地面为参考面h＝341m
所以EP＝mgh＝60×10×341J＝2.046×105J
(2)以88层为零势面h＝0　所以EP＝0
(3)游客从地面到88层，重力做的功为WG＝－mgΔh＝－60×10×341J＝－2.046×105J所以他克服重力做功2.046×105J.
【学习反思】
重力势能属于地球和物体组成的系统，而我们经常说某某物体的重力势能是多大，应当怎样理解？