[学案+答案]人教版 必修二 第七章第四节《重力势能》

7.4《重力势能》学案
【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.
【重点难点】 1、重力做功与重力势能变化的关系 2、重力势能的相对性
【课前预习】
1．重力的功与运动路径______，只与物体的_______________有关；若物体的重力
为 mg，物体初位置的高度和末位置的高度分别为h1和h2则：WG=_____________.
物体的重力势能等于___________和_____________的乘积即Ep=_____________ .
当重力对物体做正功时，物体的重力势能__ ( http: / / www.21cnjy.com )_______；当重力对物体做负功时，物体的重力势能_________。且重力对物体做多少功，物体的重力势能就_____________。
【堂中互动】
[问题探究1]对重力做功特点的理解
[教师点拨]重力做功与物体运动路径无关，只 ( http: / / www.21cnjy.com )与物体的初末位置有关；因此求重力做功多少时只要确定初末位置的高度差就可以，不要去管物体的运动路径。
例题1、如图所示，质量为m的小球从高为h的 ( http: / / www.21cnjy.com )斜面上的A点滚下经水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达h/3处的D点时，速度为零，此过程中重力做的功是多少？
分析：小球从A点运动到D点高度下降了2h/3
因此重力做的功为2mgh/3。
拓展：（1）如果小球沿其它路径从A点运动到D
点，重力做的功又是多少呢？
（2）如果小球从D点运动到A点，重力做
的功是多少？
[问题探究2]对重力势能的相对性的理解
[教师点拨]（1）物体所处 ( http: / / www.21cnjy.com )位置的高度具有相对性；即选不同的参考平面，物体所处位置的高度不同。（2）物体的重力势能Ep=mgh与物体所处位置的高度成正比，因此也具有相对性；即选不同的参考平面物体的重力势能不同。（3) 求物体的重力势能时要先选定参考平面。（4）
参考平面的选择原则上可以任意选，但一般选地面参考平面。(5)重力势能的变化量与所选的参考平面无关
例题2、如图所示，桌面高为h，质量为m ( http: / / www.21cnjy.com ) 的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，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
分析：题中取了桌面所处的水平面为参考平面，
小球落地前瞬间所处的位置离桌面的距离为h
且在桌面的下方，因此此时的重力势能为—mgh。
答案 D
拓展：（1）如果选小球开始下落的位 ( http: / / www.21cnjy.com )置所在的水平面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的重力势能为多少？（2）小球从开始下落到落地的过程中物体的重力势能变化了多少？这个重力势能的变化量与所选的参考平面有没有关系
[问题探究3]对重力做功与重力势能的变化关系的理解
[教师点拨]（1）重力做功与路径无关（2）重力势能的变化
量由重力做功的多少决定，它们之间的关系：WG=—△Ep
例题3、物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（ ）
A. 物体的重力势能一定为50J B. 物体的重力势能一定增加50J
C. 物体的重力势能一定减少50J D. 物体的重力势能可能不变、
分析：物体在运动过程中，克服重力做功50J即重力对物体做了—50J的功
根据重力势能的变化量与重力做功关系物体的重力势能一定增加了50J。答案 B
拓展：（1）重力做功对应某一过程， ( http: / / www.21cnjy.com )而重力势能是对应某一位置，因此重力做功与重力势能有关系吗？（2）重力做了功是不是一定要引起重力势能的变化？（3）在什么情况下物体的重力势能增】加，什么情况下物体的重力势能减小。
【课堂练习】
1. 如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（ ）
A. 沿轨道1滑下重力做功多
B. 沿轨道2滑下重力做功多
C. 沿轨道3滑下重力做功多
D. 沿三条轨道滑下重力做的功一样多
2. 物体1的重力势能Ep1=3J，物体2 的重力势能Ep2=－3J，则（ ）
A. Ep1= Ep2 B. Ep1＞Ep2 C. Ep1＜Ep2 D. 无法判断
3. 将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，则（ ）
A. 不论选取什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增加量相同
B. 不论选取什么参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能相等
C. 不同的参考平面，两种情况中。重力做功不等
D. 不同的参考平面，两种情况中。重力最后的重力势能肯定不等
4. 下列说法中正确的是（ ）
A. 物体克服重力做功，物体的重力势能增加
B. 物体克服重力做功，物体的重力势能减少
C. 重力对物体做正功，物体的重力势能增加
D. 重力对物体做负功，物体的重力势能减少
5. 井深8m，井上支架高2m，在支架上用一 ( http: / / www.21cnjy.com )根长3m的绳子系住一个重100N的物体 ，若以地面为参考平面，则物体的重力势能有 ；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能是 。
7.4参考答案
【课前预习】
无关， 初末位置， mgh1-mgh2 2. 物体所受的重力，它所处位置的高度，mgh
减小，增大，改变多少
【课堂练习】
D 2.B 3.A 4.A 5.-100J ,700J
D
A
h
h/3
h
H
3
1
2
A
h