3. 势能特级教师教学实录

高邮市第一中学

必修2第四章机械能和能源

第3节势能

预习单

学习目标

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．

4、知道弹性势能

课前预习

1、怎样定义物体的重力势能?

2、重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述? 重力势能的单位是什么?

3、什么是参考平面？怎样理解重力势能的相对性？重力势能是矢量还是标量?

4、重力势能与重力做功的关系是什么呢? 当物体由高处向低处运动时，重力做

功，物体重力势能

，也就是WG>0，Ep1>Ep2；

当物体从低处运送到高处时，重力做

功(或者说

)，重力势能

，也就是WG<0，Epl

活动单

活动一：重力势能

1、重力做功的特点

分析下面三种情况下重力所做的功

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结论：重力做功与路径

（无关还是有关），只与

有关。

例题：一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2)

2、重力势能的概念

1）定义：

2）表达式：

3）单位：

4）重力势能的相对性：

a、在参考平面上方的物体的高度是

值，重力势能也是

值。

b、在参考平面下方的物体的高度是

值，重力势能也是

值。

c、参考面的选取是任意的。

d、重力势能是

（矢量还是标量），+、—表示

(大小还是方向)

例：

如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)

小球在A点小球在B点下落过程小球

下落过程小球

参考平面

重力势能

重力势能

重力做功

重力势能变化

桌面

地面地面

讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？

结论：重力势能的数值与参考面的选取

（有关还是无关）

重力势能的变化与参考面的选取

（有关还是无关）

5）重力势能的系统性：重力势能是

和

所共同具有的。

例题.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.100J

B.700J

C.－100J

D.无法确定

即时训练：如图，

质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能H 及整个过程中重力势能的变化分别是（

）

A.mgh

减少mg(H-h)

B.mgh

增加mg(H+h)

h C.-mgh

增加mg(H-h)

D.-mgh

减少mg(H+h)

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活动二：重力做功与重力势能变化的关系

如果从B到A呢？重力做功和重力势能的变化又分别怎样？如果有空气阻力对结果有没有影响？

结论：重力做正功，重力势能

，重力做负功，重力势能

。

与除重力外其他力做功

（有关还是无关）即WG=

例题：在足球场上，一个运动员将质量为m的足球踢出，足球踢出后，在空中的运动轨迹如图所示，（重力加速度为g）请回答下列问题：

(1)从a到b，足球的重力做了多少功？足球的重力势能如何变化，变化了多少？

(2)从b到c，足球的重力做了多少功？足球的重力势能如何变化，变化了多少？

(3)从a到c，足球的重力做了多少功？足球的重力势能如何变化，变化了多少？b

h 活动三：弹性势能：

a 1、

定义：

2、影响弹性势能的因素：

c 反馈单

1.下列说法中正确的是……………( )

A

B、

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0 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.

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。

5．在排球比赛中，某运动员用400 N的力把质量为270 g的排球从2．8 m的高度扣向

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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)

思考：弹力做功与弹性势能变化之间有怎样的关系？

巩固单

1、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0 D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的

2、离地面高度相同的两物体甲和乙，已知m甲＞m乙，则（以地面为参考平面）（

）

A.甲物体的势能大

B.乙物体的势能大

C.甲、乙两物体势能相等

D.不能判断

3、一个实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是（选地面为参考平面）（

）

A.铁球的重力势能大于木球的重力势能

B.铁球的重力势能等于木球的重力势能

C.铁球的重力势能小于木球的重力势能

D.上述三种情况都有可能

4、下列说法正确的是（

）

A.重力做正功，重力势能增加

B.重力做负功，重力势能增加

C.物体走的路径越长，重力做功越多

D.重力势能的改变量与零势能点选取有关

5、用绳子吊起质量为m的物体，使它以加速度a匀加速升高h，在此过程中，物体增加的重力势能为（

）

A.mgh

B.mgh+mah

C.m(g-a)h

D.mah

6、一只100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是（

）

A.重力做功为1.8 J

B.重力做了0.55 J的负功

C.物体的重力势能一定减少0.55 J

D.物体的重力势能一定增加1.25 J 7、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D。A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示，以地面C为零势能面，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。已知重力加速度为10m/s2

，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是（ ）

A．15.6J和9J

B．9J和－9J C．15.6J和－9J

D．15.6J和－15.6 [来源:学科网ZXXK][来源学科网]

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=5×9.8×5 =245J

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