课外读物教学设计实例

重力势能与重力做功

吴杨霞

石门县瑜远中学

一、教学目标

1.

知道重力势能与重力做功定义；

2.

掌握重力势能与重力做功表达式；

3.

了解重力势能与重力做功特点。

二、教学重、难点

1.

重点：计算重力势能与重力做功；

2.

难点：重力势能与重力做功的联系。

三、新课导入

高处有一巨大的石头摇摇欲坠，在它下面你可能会感到胆怯，这是因为被举高的物体具有势能，当下落时会对物体做功，可能对你造成伤害，物体由于被举高具有的能叫重力势能。物体的质量越大，所处的位置越高，具有的重力势能越大。

四、知识梳理

重力势能

重力做功

表达式

标示性

大小因素

物理意义

特点

EP=mgh（重心与参考面距离）

标量

正负表示大小

重力mg 相对参考面高度h 物体与地球相互作用

由相对位置决定

状态量

系统性：重力是由地球与物体相互吸引产生的；

任意性：零势能面的选择任意；

相对性：与参考平面选择有关；

绝对性：重力势能变化量绝对。

WG=mg∆h（重心初末位置高度差）

标量

只有量值，不是数量上正与负

重力mg 重心与初末位置高度差∆h 重力对物体做的功

过程量

只与初末位置高度差有关；

与参考面、路径无关。

联系

WG˃0，EP↓，WG˂0，EP↑；WG=-∆EP

五、例题讲解

1.某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示,则下列说法正确的是（

）

A. 从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程中重力做的功

B. 从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功

C. 从A到B重力做功mg(H+h) D. 从A到B重力做功mgH 重力做功与路径无关，根据两点间的高度差即可求得重力所做的功；因AB两点间的高度差为H；则重力做功W=mgH。

2.一根粗细均匀的长直铁棒重600N，平放在水平地面上。现将一端从地面抬高0.50m，而另一端仍在地面上，则（）

A.铁棒的重力势能增加了300J B.铁棒的重力势能增加了150J C.铁棒的重力势能增加量为0 D.铁棒重力势能增加多少与参考平面选取无关

竖直向上拉起细端时，如图，阻力臂为OB，动力臂为OA，

OA=2OB，F×OA=G×OB，

解得：F=12G=12×600N=300N，

抬高的过程中外力做功：W=Fh=300×0.5=150J，

所以铁棒的重力势能增大150J，铁棒重力势能增加多少与参考平面选取无关。

3.如图所示，甲、乙两名学生的质量都是m，当他们分别以图示的路径登上高为h的阶梯顶端A时，他们的重力做功情况是（）

A.甲的重力做功多 B.乙的重力做功多

C.甲、乙的重力做功一样多 D.无法判断

这两个同学的体重相同，爬楼的高度相同，根据公式W=Gh可知两人上楼过程重力做功相同。

4.质量为50kg、高为1.8m的跳高运动员,背越式跳过2m高的横杆而平落在高50cm的垫子上,整个过程中重力对人做的功大约为() A.1000J B.750J C.650J D.200J 人在跳高中由越过横杆至落地过程中，重心由高约为0.9m变成0.5m，故高度下降了h=0.9−0.5=0.4m，故重力所做的功W=mgh=500×0.4=200J。

六、课后小结

1，重力势能：定义、表达式、单位、正负号意义、特点；

2，重力做功：表达式、单位、正负号意义、特点、与EP联系。

七、教学反思

1，重力势能因为参考面（零势能面）的选择具有任意性，大小具有相对性，是状态量；

2，重力做功只与重力、重心初末位置高度差有关，与参考面、路径无关，是过程量；

3，重力势能与重力做功与是否受其它力无关；

4，重力做功等于重力势能的变化量。