教案 重力勢能

學習目標1.理解重力勢能的概念，掌握重力勢能的計算方法，知道重力勢能的相對性．2．知道重力做功和重力勢能的改變的關系．3．理解重力做功與路徑無關的特點．重點、難點重力勢能的計算，重力做功與重力勢能變化的關系．4、重力勢能

2002年９月２１日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成至少１００人失蹤。

雪崩2

美國內華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米／秒，爆炸力相當于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

隕石坑美國內華達州亞利桑那3（1）俄羅斯“和平號”空間站墜落時，為什么會燃燒？碎片燃燒時，溫度可達3000℃，其能量由什么能量轉化而來？（2）打樁機的重錘從高處落下時，為什么能把水泥打進地里?（3）水力發電站為什么要修那么高的大壩？（4）在你的頭頂上方相同的高度,分別用細繩懸掛一個粉筆頭和7.5Kg的鉛球，你的感覺有何不同？以上問題的根本原因都在于水電站

和平號空間站殘片打樁機

物體處在一定高度時，就具有了一定的能量。當它從所處的的高處落下時，伴隨著重力做功這些能量就會通過做功的方式釋放出來

在初中我們已經學過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能．

重力勢能的大小與什么有關，又如何定量表示呢?本節課我們就來學習這個問題．一、重力做功

請同學們分別計算以下三種情況重力所做的功物體豎直下落

從A到BAhBh1h2WG=mgh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2

第一種情況：物體沿斜線運動

從A到BAChθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2第二種情況：物體沿曲線運動從A到CW1=mglcosθ1=mg△h1W=W1+W2+W3+……W=mg△h1+mg△h2

+mg△h3

+……=mgh

=mgh1－mgh2第三種情況：重力做功的規律

重力做功只跟它的起點和終點的位置（高度差）有關，與物體運動的路徑無關。重力做功的公式：

WG=mgh向上運動為負功，向下運動為正功例題沿著高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向上將同一物體拉到頂端，以下說法中正確的是（）

A．沿坡度小，長度大的斜面上升克服重力做功多

B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多

C．沿坡度小，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多

D．上述幾種情況克服重力做功一樣多D如圖所示，設想你要從某座高樓的第10層下到第3層，你可以乘電梯下，也可以沿樓梯走下．兩種方式下樓，重力對你做的功是否相等？練習答案：相等二、重力勢能如果物體相對于參考平面的高度為h,則把物理量mgh叫做物體的重力勢能．

物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積．注意：高度的正、負Ep=mgh說明：重力勢能是標量．單位：焦耳，1J=1kg·m·s-2·m=1N·m計算重力勢能之前需要先選定參考平面

在參考面下方的物體的高度是負值，重力勢能也是負值。

參考平面的選取是任意的.

在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；勢能是狀態量、標量．+、–表示大小．17高度是相對的，所以重力勢能也是相對的三、重力勢能的相對性四、重力勢能的正負表示大小重力勢能：－3J

－5J重力勢能：0J

－5J重力勢能：3J

－5J>>>例1

如圖，質量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m．請按要求填寫下表．(g=10m/s2)參考平面小球在A點重力勢能小球在B點重力勢能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢能變化桌面地面

6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB

選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數值不同

對一個確定的過程，WG和△EP與參考面的選擇無關20WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep214重力做的功等于重力勢能的減少量

如果重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力對物體做的功

如果重力做負功，重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力做的功即

WG=－ΔEp

討論：重力勢能為零的物體是不是就沒有重力勢能？五、重力做功與重力勢能變化關系⑴足球由位置1運動到位置2時，重力所做的功是多少？足球的重力勢能增加了多少？⑵足球由位置2運動到位置3重力所做的功是多少？重力勢能減少了多少？⑶足球由位置1運動到位置3，重力所做的功是多少？足球的重力勢能變化了多少？做一做：質量為M的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中達到的最高點2的高度為h

。h123123

重力勢能屬于物體和地球組成的系統.

平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種習慣簡化的說法。重力勢能是我自己的！六、重力勢能的系統性1、選擇不同的水平面作為參考平面，物體在某一位置的重力勢能和某一過程中重力勢能改變量()A.都具有不同的數值

B.都具有相同的數值

C.前者具有相同的數值，后者具有不同的數值

D.前者具有不同的數值，后者具有相同的數值

D七、課堂訓練2、起重機以5m/s2的加速度將質量為1t的物體勻減速地沿豎直方向提升高度10m，則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？

3、關于重力做功和物體的重力勢能，下列說法正確的是：A、當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少；B、物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加；C、地球上的物體的重力勢能都只有一個唯一確定的值；D、重力做功的多少與參考平面的選取無關。ABD4、物體在運動過程中，克服重力做功為50J，則：A、重力做功為50J；B、物體的重力勢能一定增加了50J；C、物體的動能一定減少50J；D、重力做了50J的負功。BD5、關于重力勢能的幾種理解，正確的是A、重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體

做功B、相對于不同的參考平面，物體具有不同數

值的重力勢能，但這并不影響研究有關重

力勢能的問題C、在同一高度將物體不論向何方向拋出，只

要拋出時的初速度大小相同，則落地時減

少的重力勢能必相等D、放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零BC一、重力做功的特點：與路徑無關，只與起點