第八章 机械能守恒定律 2　重力势能 学案（学生版+教师版）—2024年春高中物理人教版必修二

2　重力势能 [学习目标]　 1.知道重力做功的特点(重点)。 2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系(重难点)。 3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球组成的“系统”所共有的(重点)。 4.理解弹性势能，知道影响弹性势能大小的相关因素。 一、重力做的功 如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题(重力加速度为g)： (1)求出图甲情形中重力做的功； (2)求出图乙情形中重力做的功； (3)求出图丙情形中重力做的功； (4)重力做功有什么特点？ _____ _____ _____ _____ 1．重力所做的功WG＝_____，Δh指初位置与末位置的高度差。 2．重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的_____有关，而跟物体运动的路径无关。 3．物体下降时重力_____(选填“做正”“做负”或“不做”)功； 物体上升时重力_____(选填“做正”“做负”或“不做”)功。 4．重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关。 (1)物体运动时，它的起点越高，重力对它做的功就越多。(　　) (2)质量越大，重力做功越多。(　　) (3)物体所处的高度只要发生变化，其重力一定做功。(　　) (4)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。(　　) (5)重力做功与物体受到的其他力无关。(　　) 例1　某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m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，重力加速度为g，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 二、重力势能 如图所示，水平桌面距地面的高度为0.8 m，一物体(可看成质点)质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取10 m/s2) (1)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量； (2)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量； (3)比较以上计算结果，说明什么问题？ _____ _____ _____ _____ 1．(1)重力做功与路径无关，总有WG＝mgh1－mgh2。可见mgh这个量有特殊意义，我们把它叫作物体的_____。 (2)重力势能Ep＝mgh具有_____，与参考平面的选取有关，其中h是_____的高度。 (3)重力势能是_____量，但有正负，正负表示重力势能的_____。当物体在参考平面下方h处，重力势能Ep＝_____。 (4)重力势能的差值ΔEp与参考平面的选取_____，它的差值是绝对的。 (5)重力势能具有_____，重力势能是物体和_____共有的。 2．重力做功与重力势能变化的关系 WG＝_____＝－ΔEp (1)当物体由高处运动到低处时，重力做_____功，重力势能_____，重力势能的减少量等于重力所做的功。 (2)当物体由低处运动到高处时，重力做_____功(物体克服重力做功)，重力势能_____，重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功。 重力势能Ep＝mgh中的“h”与重力做功W＝mgΔh中的“Δh”相同吗？若不同，有何区别？ _____ _____ _____ _____ (1)在参考平面相同时，同一物体在不同高度时，重力势能不同。(　　) (2)重力做功与路径无关，但重力势能的变化与路径有关。(　　) (3)重力势能Ep1＝10 J，Ep2＝－10 J，则Ep1与Ep2方向相反。(　　) (4)重力做功WG＝－20 J，则物体的重力势能减小20 J。(　　) (5)同一物体的重力势能Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则Ep1>Ep2。(　　) 例2　质量为m＝1 kg的小球，从离桌面H＝1.5 m高的A处由静止下落，桌面离地面B处高度为h＝0.5 ... ...