3. 势能优质课教案

4.3 《势能》学案

【学习目标】

1.弄清重力做功与路径无关的特点。

2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式去求解。

3.理解重力做功与重力势能的关系。

【学习重点】重力做功的特点及重力做的功跟物体重力势能的关系。

【课堂探究】

观看课件图片，体会重力势能。

[猜测]：探究重力势能可能与哪些因素有关？

⑴

同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉 • • •

⑵

不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉 •

•

•

结论：重力势能可能与 、 有关。

重力势能

定义： 一．重力的功

[探究1]：重力做功有什么特点？

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，如图所示重力做功是多少？

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多少？

1

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：重力对物体做的功只跟它的_____ _ _ ____，

而跟物体 ________________无关．

二．重力做的功和重力势能的关系

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：

[探究2]：重力做功与重力势能有什么关系？

⑴

当质量为m的物体由高处A向低处B运动时：

①

WG= ② EP初= EP末= ③

EP初- EP末= 结论：WG EP初- EP末（大于、小于还是等于）

⑵

当质量为m的物体由低处B向高处A运动时：

①

WG= ②

EP初= EP末= ③

EP初- E末= 结论:WG EP初- EP末（大于、小于还是等于）

总结归纳：

2

⑴

物体由高处运动到低处时，重力做 功（正或负），重力势能 ，（增大或减小）也就是WG 0，EP初 EP末，（大于还是小于）重力势能减少的数量 重力所做的功。

⑵

物体由低处运动到高处时，重力做 功（正或负），重力势能 （增大或减小），也就是WG 0，EP初 EP末，（大于还是小于）重力势能增加的数量 物体克服重力所做的功。

思考：如果上述运动过程中物体做加速、匀速、减速运动，结论是否有变化？

⑶

重力势能的变化只与重力做功有关，和其他力做功 ，即重力势能的变化只是重力做功引起的。

2．重力做功与重力势能变化的关系：WG = _______ ____ 三．重力势能的相对性和系统性

例题：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：(g=10m/s) 小球在A处的重小球在B处的重整个下落过程中整个下落过程中小球参考平面的选择

力势能

力势能

重力做的功

重力势能的变化

2桌面

地面

结论：选择不同的参考平面，物体的重力势能是_______________．

A h1

3

h2 B

【辅导提升】

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．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

3．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．— mgh

4．关于重力势能的几种理解，正确的是（ ）

A．重力势能的大小只是由物体本身决定的

B．重力势能恒大于零

C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零

D．重力势能是物体和地球所共有的

5. 起重机以加速度a将质量为m的物体匀加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.

4