江苏省高中物理学业水平测试复习教学案必修1 2

全日制高中物理必修② 高二物理复习教学案 第五章 机械能守恒定律 第四节 重力势能 班级 姓名 学号 学习目标: 1. 理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。 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. 理解知道重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性。 4. 了解势能及弹性势能的概念。 学习重点: 1. 重力势能。 2. 重力势能的变化和重力做功的关系。 学习难点: 重力势能的变化和重力做功的关系。 主要内容: 一、重力的功 重力做功的特点 重力是恒力，结合课本上的探索，我们可以得出如下结论： 1.重力所做的功只跟初位置和末位置的高度差有关，跟物体运动的路径无关。 2.因为重力是恒力，大小恒定，方向总是竖直向下，根据恒力做功的公式可知，重力做功的大小由重力大小和重力方向上位移的大小即竖直方向上的高度差决定，与其他因素无关，所以只要起点和终点的位置相同，不论沿着什么路径由起点到 终点，沿着直线路径也好，沿着曲线路径也好，重力所做的功相同。 3.重力做功的大小等于重力与初、末两位置高度差的乘积。 WG=mgh1-mgh2=mgh 4.重力做功的这个特点，为我们提供了一个求重力做功的简单而重要的方法，也正因为重力做功有此特点，才能引入重力势能的概念。 二、重力势能EP 1.定义：通俗地说，物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，用符号Ep表示，物体 的质量越大，离地越高，重力势能就越大。 2.定义式：EP=mgh，即物体的重力势能Ep等于物体的重量mg和它的高度h的乘积。 3.单位：在国际单位制中是焦耳(J)。 4.重力势能是状态量。 5.对重力势能相关问题的理解 (1) 重力势能的相对性。物体所处的高度h总是相对于某一水平面来说的，即高度具 有相对性。重力势能也具有相对性，它的数值决定于零势能位置(参考平面)的选择。 相对于不同的参考平面，在确定位置上的物体的重力势能有不同的值，这就是重力势能的相对性。例如：水平桌面离水平地面的高度为H，一小球在水平桌面上方h高处，选水平桌面为参考平面时，小球的重力势能为mgh；若选地面为参考平面，小球的重力势能就是mg(H+h)。选择哪个平面做参考平面，原则上是任意的，而不是硬性规定的，实际问题中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(没有特别说明时)选择地面作为参考平面。 (2)同一个物体在两个位置上重力势能的变化量是绝对的，与零势能位置的选择无关。 (3)重力势能是一个标量，没有方向，但有正负。Ep>0时，表示物体的重力势能比在 零势能位置时多；Ep