高中物理人教版 (新课标)必修24.重力势能导学案

总课题

机械能守恒定律

总课时

第21 课时

课题

重力势能

课型

新授课

教

学

目

标

知识与技能

    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．

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．

情感、态度与价值观

    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．

教学

重点

 重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系．

教学

难点

 重力势能的系统性和相对性．

学法

指导

自主阅读、合作探究、精讲精练、

教学

准备

教学

设想

预习导学→合作探究→突出重点，突破难点→典型例题分析→巩固知识→达标提升

教               学            过              程

                       师        生      互      动

补充内容或错题订正

任务一  预习导学

一、重力的功

(认真阅读p59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)

图7．4—1中WG＝

图7．4—2中WG=

比较第一、二问题中所求出重力做的功是否相等？

图7．4—3中重力做的功和前两个是否相等呢?如何求?

在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功是否相等？

你可以得到什么样的结论?重力做功的表达式是什么?

二、重力势能

(认真阅读教材60页“重力势能”一段，回答下面几个问题)．

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？

怎样定义物体的重力势能?

重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?

重力势能是矢量还是标量?重力势能的单位是什么?符号是什么?

重力势能与重力做功的关系是什么呢?

当物体由高处向低处运动时，重力做     功，物体重力势能        ，也就是WG>0，Ep1>Ep2；

当物体从低处运送到高处时，重力做     功(或者说                )，重力势能        ，也就是WG<0，Epl<Ep2．

 三、重力势能的相对性和系统性

(认真阅读教材61页，回答下面几个问题)

我们在研究一个物体重力势能时应该先参考平面．参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．可见，重力势能具有相对性．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。

注意：

1、在参考平面上方的物体的高度是     值，重力势能也是     值

2、在参考平面下方的物体的高度是   值，重力势能也是     值

3、势能是标量，+、—表示大小

4、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，因为在有关的问题中，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．

5、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

任务二典型例题分析

例题：质量是50kg的人沿着长150 m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?(g取10m／s2)

任务三 达标提升

1.下列说法中正确的是……………(    )

A、重力势能恒大于零

B、重力做功的多少与参考平面的选取有关

C、放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零

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

2、沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是（    ）

A、沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多

B、沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多

C、沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多

D、以上几种情况下克服重力所做的功一样多

3.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.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0

D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的

4．以下叙述中正确的是：
A．重力对物体做正功，物体的重力势能增加；　

B．物体克服重力做正功，物体的重力势能越少；
C．重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零；

D．物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。

5. 如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能       （   ）

A、mgh                          B、mgH 

C、mg（H+h）                     D、mg（H-h）

6.物体在运动过程中，克服重力做功50J，则( )

A.重力做功为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小50J     D. 物体的重力势能一定是50J

7. 若物体m沿不同的路径I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为(  )

A．沿路径I重力做功最大。    B．沿路径II重力做功最大。

C．沿路径I和II重力做功一样大。 D．条件不足不能判断。

8.井深8m，井上支架高为2m，在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)(              )

A.100J  B.700J  C.－100J  D.无法确定

9．在排球比赛中，某运动员用400 N的力把质量为270 g的排球从2．8 m的高度扣向对方的场地内．在球被扣到落地的过程中，排球的重力势能变化了多少? 重力对他所做的功是多少? (g取10m／s2)