7.4重力势能 学案 Word版无答案

第7章第4节 重力势能
【学习目标】
1、知识与技能
（1）理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式进行计算。
　　（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，知道重力势能是物体和地球系统共有的。
2、过程与方法：用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程式的含义。
3、情感态度与价值观：
（1）渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．
　 （2）培养学生遵守社会公德，防止高空坠物。
【重点难点】
重点：重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系
难点：重力势能的系统性、相对性，正负的含义
一、重力做功
认真阅读p64教材并结合图7．4—1、图7．4—2、图7．4—3，独立推导这几种情况下重力做的功。
这三种情况重力做的功是否相等？由此可以得到什么样的结论?
课堂练习1：
根据教材的三个示意图计算质量为m的物体，分别计算沿竖直方向从A运动到B的过程中，重力做的功，沿倾斜直线从A到C过程中重力做的功，沿曲线从A到C过程中重力做的功。
图7．4—1中WG=
图7．4—2中WG=
图7．4—3中（微元法）WG=
【小结1】重力做功的特点
物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点、终点的 有关，而跟物体运动的路径 。
功的大小等于____________与_____________的乘积。
二、重力势能
认真阅读教材65页“重力势能”标题下的相关内容，回答下面几个问题
1.物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量. 特殊意义在于什么？
2.重力势能等于
3.表达式：
4.单位： 5.量性：
课堂练习2：
起重机以的加速度，将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升h高度，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？（空气阻力不计）
5、重力做功与重力势能的关系
由WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2可知
（1）物体由高处向低处运动时，重力做 功，重力势能 ，重力势能的减少量 重力对物体做的功（填〈、 = 、〉）。
（2）物体由低处向高处运动时，重力做 功，重力势能 ，重力势能的增加量 物体克服重力做的功（填〈、 = 、〉）。
【小结2】物体重力做功WG与物体重力势能的变化量ΔEp有何关系？
三、重力势能的相对性和系统性
认真阅读教材65页“重力势能的相对性”标题下的相关内容，回答下面几个问题
1、因为重力势能定义式中的 具有相对性，故重力势能具有相对性。
2、在研究一个物体重力势能时应先选择 ．参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面。
3在参考平面上方的物体的高度是 值，重力势能也是 值；在参考平面下方的物体的高度是 值，重力势能也是 值。
（1）重力势能是标量，“+”、“—”表示 。
（2）选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同．
4、重力势能是地球与物体所组成的系统共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
四、综合探究（按要求完成下列表格）
如图质量的小球，从离开桌面高的A点下落到桌面下的地面B，按要求填入表格（g=10m/s2）
参考平面
小球在A点的重力势能
小球在B点的重力势能
整个过程小球重力做的功
整个过程小球重力势能的变化
桌面
地面
思考：1、如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？
2、选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值是否相同？
3、对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择是否有关系？
五、当堂达标：
1、分析下列几种说法是否正确.
（1）物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J。（ ）
（2）物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J。（ ）
（3）物体运动，重力做的功是-1J，但物体重力势能的增加量不是1J。（ ）
（4）没有摩擦时物体由A沿直线运动到B克服重力做的功是1J，有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功大于1J。（ ）
2.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定
B.物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大
C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J，重力势能减少了
D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功
3、一个小球在某位置具有的重力势能为14J，运动中克服重力做功为9J，小球的重力势能变为 。
4、一物体运动过程中重力势能由80J变为230J，则此过程中重力做功为 。