新人教高中物理必修二 7.4 重力势能教案.doc
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1、74 重力势能重力势能精讲精析精讲精析知识精讲知识点 1 重力做功的特点(1)物体运动时,重力对它所做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体的运动路径无关。(2)重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。WG=mgh=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2例 1如图所示,两个轨道均光滑,它们高度相同,让质量均为 m 的两个物体分别沿轨道由静止从顶端运动到底端,求:两个物体在运动过程中重力所做的功?思路分析重力做功与路径无关,由功的定义知,重力对两个物体均做正功,所做的功都是 W=mgh答案W=mgh总结重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。物体从高处运动到到低处重力做正功。变式
2、训练如图所示,质量为 m 物体分别从倾角为 和 两个光滑斜面上滑下,两斜面的高度均为 h,则下列叙述中正确的是:A、物体滑到斜面底端的速度相同。B、物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率相同。C、物体滑到斜面底端时重力所做的功相同。D、物体滑到斜面底端时速率相同。知识点 2:重力势能(1)重力势能:我们把物理量 mgh 叫做物体的重力势能,常用 EP表示,即 EP= mgh上式表明物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。(2)重力势能具有相对性。重力势能的数字表达式 EP= mgh 是与参考平面的选择有关的,式中的 h 是物体重心到参考平面高度。当物体在参考平面之上时,重力势能 EP为正值
3、;当物体在参考平面以上时,重力势能 EP为负值。注意物体重力势能的正负的物理意义是表示比零h势能大还是小。 (物体在参考平面上时重力势能为零)(3)重力势能的参考平面的选取是任意的。视处理物体的方便而定,一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能参考点。(4)重力势能的变化是绝对的。物体从一个位置到另一个位置的过程中,重力势能的变化与参考平面的选取无关,它的变化是绝对的。我们关注的是重力势能的变化,这意味着能的转化问题。(5)重力势能是物体和地球所共有的,而不是物体单独所具有的,我们平时所说的“物体的重力势能”是简化的说法。(6)重力势能是标量。例题 1一实心铁球和一实心木球质量相等,将
4、它们放在同一水平面上,下列结论中正确的是: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。思路分析EP= mgh 中 h 是物体重心到参考平面的高度,由于铁球的密度大于木块的密度,质量相等的木球体积大,放在同一水平面上时,木球的重心高,因此木球的重力势能大于铁球的重力势能,故 C 正确。答案C总结根据重心求重力势能时,重心的位置要判断准确。变式训练 1下面有关重力势能的廉洁中,正确的是:A、举得越高的物体,具有的重力势能就越大。B、质量越大的物体,具有的重力势能就越大。C、物体的重力势能不可能为零。D、
5、物体的重力势能可能小于零。答案D知识点 3:重力做的功与重力势能的关系:有了重力势能的表达式,重力做的功与重力势能的关系可以写为:WG=EP1-EP2 其中EP1=mgh1表示物体在初位置的重力势能,EP2=mgh2表示物体在末位置的重力势能。当物体从高处向低处运动时,重力做正功,重力势能减小,也就是 WG0, EP1EP2.这时,重力势能减小的数量等于重力所做的功.当物体从低处向高处运动时,重力做负功,重力势能增加,也就是 WGa) ,已知正方体与水平地面的动摩擦因数为 ,可供选择的方法有两种:水平推动和翻动,请思考:选择哪一种方法较为省功?思路分析如图甲。用水平推力移动正方体,外力 F 至
6、少等于滑动摩擦力,即 F=mg,外力做功 W1=FL=mgL;如图乙,用翻动的方法,每翻一次,正方体向前移动的距离为 a,每翻动一次,正方体的重心升高1hH aH Fl甲 l乙 Fh=21/2a/2-a/2。外力至少做功为 W/=mgh=(21/2-1)mga/2 正方体移动的距离为 L,则需翻动的次数为 n=L/a 外力至少做功 W2=n W/=n mgh=(21/2-1)mgL比较 W1和 W2的大小:(1)当 0.21 时, W1W2,采用翻动法省功.总结在;较光滑的地面上(0.21) ,采用推动物体前进的方法较为省功;在粗糙的地面上,采用翻动物体前进的方法省功。活学活练活学活练基础达标
7、基础达标1、关于重力势能,以下说法中正确的是:A、重力势能只是由重物自身所决定的。B、重力势能是标量,不可能有正、负值。C、重力势能具有相对性,所以其大小是相对的。D、物体克服重力所做的功等于物体重力势能的增加。2、下列关于物体的重力势能的说法中正确的:A、物体的重力势能值随参考平面的选择不同而不同。B、物体的重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的。C、重力对物体做正功,则物体的重力势能增加。D、物体位于重力势能参考平面以下时,物体的重力势能为负值。3、关于重力势能的几种理解,正确的是:A、重力势能等于零的物体,一定不会对别的物体做功。B、放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零。C、在
8、不同高度将某一物体抛出,落地时重力势能相等。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的问题4、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、放在地面上的质量为同的物体,它们的重力势能一定相等。D、重力势能是物体和地球共有的,而不是物体单独具有的。5、关于重力势能的下列说法中正确的是:A、重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的。B、重力势能为负,表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。C、卫星的轨道为一椭圆,地球位于椭圆的一个焦点上,当卫星由近地点向远地点
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