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第二节 势能的改变【学习目标】1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；知道重力势能的相对性；2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，掌握重力做功与路径无关；重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。【自主学习】1由定义： ，我们把这种能量叫做重力势能。2放在地面上的石头没有杀伤力，一旦从较高处落下，就会很危险；如果在头顶之上的是一团棉花，不是石头，就不会觉得可怕。这说明：重力势能的大小与 有关系， ，所蕴含的重力势能越大。3.重力势能公式的理论推导: 例：一质量为m的小球从离地高为h1的A点自由下落到离地高为h2的B点，重力做了多少功？根据功能关系，用Ep表示重力势能 结论： 4.重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫 .以A为参考,小球的重力势能：Ep1mgh1， ；以B为参考,小球的重力势能： 可见， 在参考平面上方的物体，重力势能是 ，在参考平面下方的物体，重力势能是 。通常选择地面作为参考平面.5. 在地面竖直上抛一物体，分析物体上升和下落过程中重力做功与重力势能的变化，上升过程中，重力做功为 ，重力势能增加 下落过程中，重力做功为 ，重力势能减少 。可见，重力做正功，重力势能 ；重力做负功，重力势能 .【自学检测】1.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体若以地面为参考平面，则物体的重力势能为 ；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能为 2.下列说法中正确的是 ( ) A选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的 B物体克服重力做功，物体的重力势能增加 C重力对物体做正功，物体的重力势能增加D重力势能为负值的物体，肯定比重力势能为正值的物体做功要少【合作探究】探究一：重力势能的大小与什么因素有关，推导重力势能的公式？1. 重力势能的大小与什么因素有关？实验器材：铁球(两个大小、质量均相同的的小球，一个大小和质量不一样的小球)、透明玻璃容器、沙子、两个一样的自制小方凳引导分析通过变量控制法进行实验，实验一：分别使质量不等的两个小球从同一个高度落下；实验二：使两个质量一样的小球从不同高度落下；结论：重力势能的大小与 有关系， ，物体的重力势能越大。2. 推导重力势能的公式？一质量为m的小球从离地高为h1的A点自由下落到离地高为h2的B点，根据功能关系推导重力势能的公式。探究二：重力势能的相对性引导学生阅读课文相关内容.思考下列问题：（1）为什么说重力势能具有相对性？（2）什么是参考平面？参考平面的选取是唯一确定的吗？（3）选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是否相同？（4）如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？表示什么含义？（5）如果物体在参考平面的下方，重力势能取什么值？表示什么含义？结论：参考平面选取不同， .可见，重力势能具有 .探究三、重力做功与重力势能变化的关系分析两个质量均为m的小球从高为h1的A点下落到高h2的B处。其中一个做自由落体运动，另一个则在重力和阻力共同作用下竖直下落。. fh1h1GGh2h2求：（1）以地面为参考平面两球重力势能分别变化多少？重力分别做多少功？（2）以A为参考平面两球重力势能分别变化多少？重力分别做多少功？思考：物体在某两点间重力势能的改变与参考平面选取有关吗？物体在某两点间重力势能的改变与重力做功有什么关系？结论： 即公式： 说明：WG表示重力做的功；Ep1表示物体初位置的重力势能；Ep2表示物体末位置的重力势能.探究四、重力做功的特点AB讨论和交流：如图，小球以不同的路径从某一高度A运动到B点，重力对小球做功大小相同吗？你认为重力做功与物体运动的路径有关吗？结论： 。【当堂测评】1、将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，那么 ( ) A不论选定什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增加值相同 B不论选定什么参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能相等 C不同的参考平面，两种情况中，重力做功不等D不同的参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能肯定不等 2、同一物体，第一次被匀速提升到l0 m高处，第二次被沿着倾角为30的光滑斜面拉到位移为20 m处，那么，在这两次过程中 ( )A第一次增加的重力势能大 B第二次增加的重力势能大C两次增加的重力势能一样大 D两次物体克服重力做功值相等3、质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的作用，下落的加速度为4g5，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是 ( )A物体重力做的功为mgh B物体的动能增加了mghC，物体重力势能减少了mgh D物体克服阻力所做的功为mgh54. 物体1的重力势能Ep1=3J，物体2 的重力势能Ep2=3J，则（ ）A. Ep1= Ep2 B. Ep1Ep2 C. Ep1Ep2 D. 无法判断5. 下列说法中正确的是（ ）A. 物体克服重力做功，物体的重力势能增加B. 物体克服重力做功，物体的重力势能减少C. 重力对物体做正功，物体的重力势能增加D. 重力对物体做负功，物体的重力势能减少6、质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深为h的坑，如图所示，在此过程中 ( ) A重力对物体做功 mgH B物体重力势能减少 mg(H+h) C合力对物体做的总功为零D地面对物体的平均阻力为 mgHh7起重机以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？30BA8、如图，物体A置于斜面上，物体A和B用绳子连接跨过斜面顶端的大小可忽略的定滑轮，绳子一直是绷紧的。A的重力是10N，B的重力是15N，A与斜面的滑动摩擦力是3N，求：（1）在B物体向下运动的位移s2m的过程中，物体A和B的重力分别做了多少功？（2）物体A和B的重力势能分别变化了多少？ 自学检测答案：1-100 J 700 J 2A B当堂练习答案：1A 2C D 3A C D 4.D 5.A 6B C 7.3mgh/4,mgh,mgh 8.（1）Wa=-10J，Wb=30J （2）10J，-30J
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