3. 势能教学设计与反思

第四节

重力势能导学案

一、重力做功的特点：

物体运动时，重力对它做的功只跟它的

位置有关，而跟物体运动的

无关。

WG＝

例1.

如图所示，质量为

50 kg 的人沿着

L = 100 m、倾角为

30°的坡路匀速从坡顶跑到坡底，重力对他所做的功是多少？（

g 取

10 m/s2 ）

二、重力势能

Ep 1.

定义：物体的重力势能等于

的乘积。（参考平面──

面）

2.

大小：

（h ─物体

）

3.

单位：

4.

标量，

量。

5.

重力势能的变化量：

ΔEP

=

6. 重力势能的系统性：

。

三、重力做的功与重力势能变化的关系

求解1.

塔吊把一质量为

200 kg 的物体，从距地面高为

h1 = 8 m的高度匀速运到高为

h2 = 3 m 的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？

求解2.

塔吊把一质量为

200 kg 的物体，从距地面高为

h1 = 3 m的高度匀速运到高为

h2 = 8 m 的地方，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？

WG =

=

=

1.

物体下降，重力做

功，重力势能

，重力势能减少的数量等于

2.

物体上升，重力做

功，重力势能

，重力势能增加的数量等于物体

重力做功是

的量度！

1. 物体在运动过程中重力对它做了

50 J 的功，则

(

)

A. 物体重力势能的减少量等于重力对物体做的功

B. 物体的重力势能一定增加了

50 J

C. 物体的重力势能一定减少了

50 J

D. 物体的位置下降了

2.

质量为

m 的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为

0.8g ，在物体下落

h 的过程中，下列说法正确的是

(

)

A. 物体重力做的功为

mgh

B. 物体所受阻力做功为

0.2mgh C. 物体重力势能减少了

mgh

D. 物体克服阻力所做的功为

0.2mgh 思考：一个跳水运动员质量m，身高L,站在高为H的跳台上，关于估算此时运动员的重力势能的结果可能正确的是？

A、0

B、mgL/2

C.mg(H+L/2)

D.-mgL/2 1.为什么说重力势能具有相对性？

2.何为参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？

3.如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？

表示什么含义？

4.如果物体在参考平面的下方，重力势能取什么值？

表示什么含义？

5.选择不同的参考平面，物体的重力势能的值是否相同？是否会影响有关重力势能问题的研究？

6、为什么说“势能是系统所共有的”？

四、重力势能的相对性和系统性

1、相对性:重力势能具有

性。

势能有

，表示大、小。

参考平面的选取是

的，可视研究问题的方便而定，通常选

为零参考面

2、重力势能的变化与参考平面的选取

关。

3、系统性：重力势能是

组成的系统共有的。

3.

质量为

3 kg 的物体放在高

4 m 的平台上,

取

g＝10m/s2。

(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？

练习

1.

下面有关重力势能的说法中，正确的是（

）

A. 举得越高的物体，具有的重力势能越大

B. 质量越大的物体，具有重力势能越大

C. 物体的重力势能不可能为零

D. 物体的重力势能可能小于零

2.

以下叙述中正确的是（

）

A. 重力对物体做功越多，物体的重力势能越少

B. 物体克服重力做功越多，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

3.

下列关于重力势能的说法，正确的是

(

)

A. 重力势能的变化，只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关

B. 重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关

C. 重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少

D. 重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的

4.

一质量为

5 kg 的小球从

5 m 高处下落，碰撞地面后弹起，每次弹起的高度比下落的高度低

1 m ，则小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功？重力势能如何变化，变化多少？( g = 10m/s2 )

5.

质量为

m 的均匀链条长为

L，开始放在光滑的水平桌面上时，有

1/4 的长度悬在桌边缘，如图所示，松手后，链条滑离桌面，问：从开始到链条刚好滑离桌面过程中重力势能变化了多少？

6、如图所示，长为2L的轻杆的中点有一转轴O，两端分别固定质量为2m、m的小球a和b，当杆从水平位置转到竖直位置时，小球a和b构成的系统的重力势能如何变化，变化了多少？