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重力势能【学习目标】1 认识并能理解 重力做功与路径无关的特点；理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算理解重力做功与重力势能的变化之间的关系；知道重力势能具有相对性。知道重力势能是物体与地球系统所共有的。2 区别重力势能的相对性与重力势能变化的绝对性；明确重力势能正负的意义，同时小结物理量正负的 含义；【自主学习】任务一：阅读教材“重力做的功”与“重力势能”标题下的内容，思 考并回答以下内容1 分析课本中的三幅图，归纳出重力做功的特点：2 能说出并记住重力势能的表达式。(1) 定义：(2) 表达式：(3) 重力做功与重力势能改变的关系：任务二：阅读教材“重力势能的相对性”的内容，思考并回答以下内容1.总结出重力 势能与参考平面的关系。2 .重力势能的正负含义是什么吗？任务三：阅读教材“势能是系统所共有的”标题下的内容，思考并回答以下内容1 为什么重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是地球上的物 体单独具有的？自我检测*1.如图所示，小球的质量为 m重力加速度为g,取小球在b点的重力势能为零，则小球舟q)砂A. 在A点的重力势能 E=mghB. 在C点的重力势能曰=mghC. 在A点的重力势能 E=mgh1-h2)D. 在C点的重力势能 E=mgh1-h2)【答案】C【解析】A.取小球在占点的重力势能为零则上位贵的高度为耐-血，故在討点的重力势能尸=曲阳一禺），故玄错误，c正确;Bs小球在占点的重力势能为零则匸位蚤的高度为为-电,故在点的重力势能E严-楸叽,故BD错1 口天Ep =mgh 求解。点睛：本题关键是明确重力势能具有相对性，要先确定正负值，再根据公式2 质量为m的小球，从离桌面H高处由静止落下，桌面离地面高为h（如图）,设桌面处的重力势能为零)D. mg(H-h)【答案】B【解析】以桌面为零势能参考平面，地面离零势能点的高度为-h，物体重力势能为 Ep = -mgh , B正确,5【点睛】重 力势能表达式Epmgh中，h为物体相对零势能点的高度，因此重力势能大小和零势能点的选 取有关，而重力做功和零势能的选取无关，只与物体的初末位置有关.3.（多选）与物体的重力势能有关的因素是（）A.物体的质量 B. 物体的速度 C.物体和参考平面之间的高度差D.物体的大小【答案】AC【解析】物体重力势能的表达式:Ep二mgh，由物体的重力和物体距参考平面的高度决定,AC正确，BD错误； 故选AC。4 .物体从高处下落的过程中A. 重力做负功，重力势能减少B. 重力做负功，重力势能增大C.重力做正功，重力势能增大D. 重力做正功，重力势能减少【答案】DD正确,【解析】物体从高处下落的过程中，重力向下，位移向下，则重力做正功，重力势能减小，故选项ABC错误；故选D.5.物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则（）A.物体的动能一定增加 50J B.物体的重力势能一定减少了50JC. 物体的动能一定减少50J D.物体的重力势能一定增加了50Jt的图象如图所示（以地面为C.D.【答案】D【解析】物体在运动过程中，克服重力做功50J,说明重力做了-50J的功，重力做员功；重力势能增加了5E但宙于不明确其他力做功情况；故无法求出动能的变化量；故只有D正确；故选D.点睛：本题考查重力 做功与重力势能关系； 要注意明确二者的对应关系；同时注意和动能定理进行区分.明确功能关系的准确意义.6.我国发射的“神舟七号”飞船在绕地球 45圈后，与2 008年9月28日胜利返航.在返回舱拖着降落伞下 落的过程中，其 重力做功和重力势能变化的情况为（）A.重力做正功，重力势能减小B. 重力做正功，重 力势能增加C.重力做负功，重力势能减小D. 重力做负功，重力势能增加【答案】A【解析】返回舱在下落的过程中，重力方向和速度方向相同，所以重力作正功，重力势能减少，故A正确，BCD错误。7从离地面高h处以v o水平抛出的质量为 m的物体，其重力势能与下落时间【答案】D【解析】物体下落某时刻的重力势能为:务=W花=阿3 -泅勺=mgh-z7ng2t2 ,由数学知识可知，工eh图线为D所示的抛物线,故选D点睛：判断各个物理量之间的关系时，一定要根据物理规律推导出两个变量之间的关系式再进一步的判断它们的关系.8 质量为20 kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为5 m.这块铁板相对二楼地面的重力势能为 J，相对楼外地面的重力势能为J ;将铁板提高1 m,若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了 J ;若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了J.3【答案】0 10 200 200【解析】根据重力势能的定义式，以二楼地面为参考平面：Ep= 0.以楼外地面为参考平面：Ep= mgh 20X 10X 5 J = 103 J .以二楼地面为参考平面： Ep= Ep2- Epi= mgh 0= 20X 10X 1 J = 200 J .以楼外地面为参考平面： Ep=日2日i= mg ( h + hi) mgh= mgh= 20x 10X 1 J = 200 J .
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