(必修二物理第七章.docVIP

徐州龙文教育个性化辅导教案 教师 学生 年级 高中必修二 授课时间 授课课题 重力势能与弹性势能 授课类型 复习课 教学目标 重力势能与弹性势能的计算方式 重力势能与弹性势能的实际应用 教学重点与难点 重力势能与弹性势能的实际应用 教学过程 授课内容分析、推导 第4节 重力势能 一、基本概念 1、重力做功的特点 （1）物体运动时，重力对它所做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体的 运动路径无关。 （2）重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。 WG=mgh=mg（h1-h2）=mgh1-mgh2 2、重力势能 （1）重力势能：我们把物理量mgh叫做物体的重力势能，常用EP表示，即EP= mgh 上式表明物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。 （2）重力势能具有相对性。重力势能的数字表达式EP= mgh是与参考平面的选择有关的，式中的h是物体重心到参考平面高度。当物体在参考平面之上时，重力势能EP为正值；当物体在参考平面以上时，重力势能EP为负值。注意物体重力势能的正负的物理意义是表示比零势能大还是小。（物体在参考平面上时重力势能为零） （3）重力势能的参考平面的选取是任意的。视处理物体的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能参考点。 （4）重力势能的变化是绝对的。物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的。我们关注的是重力势能的变化，这意味着能的转化问题。 （5）重力势能是物体和地球所共有的，而不是物体单独所具有的，我们平时所说的“物体的重力势能”是简化的说法。 （6）重力势能是标量。 3、重力做的功与重力势能的关系： 重力做的功与重力势能的关系可以写为：WG=EP1-EP2 其中EP1=mgh1表示物体在初位置的重力势能，EP2=mgh2表示物体在末位置的重力势能。 当物体从高处向低处运动时，重力做正功，重力势能减小，也就是WG0, EP1EP2.这时,重力势能减小的数量等于重力所做的功. 当物体从低处向高处运动时，重力做负功，重力势能增加，也就是WG0, EP1EP2.这时,重力势能增加的数量等于克服重力所做的功。 注意：重力势能的改变 物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减小；物体的高度 增加时，重力做负功，重力势能增加。所以重力势能的改变与 重力做功有关。重力做功，重力势能一定改变，重力势能的改 变惟一由重力做功收起，如图所示，质量为m的物体自高度为 h2处的A点落至高度为h1处的B点，重力做功 WG =mg（h2-h1）=mgΔh。 物体的重力势能由在A处的mgh2变为B处的mgh1，重力势能改变量 ΔEP=EPB-EPA= mgh1-mgh2= -mgΔh 可见WG= -ΔEP 重力势能的大小与零势能面的选取有关，但重力势能的变化量的大小与零势能面的选取无关。 典型例题 2、一实心铁球和一实心木球质量相等，将它们放在同一水平面上，下列结论正确的是： A、铁球的重力势能大于木球的重力势能。 B、铁球的重力势能等于木球的重力势能。 C、铁球的重力势能小于木球的重力势能。 D、上述三种情况都有可能。 答案：C 根据重心求重力势能时，重心的位置要判断准确 2、下面有关重力势能的廉洁中，正确的是： A、举得越高的物体，具有的重力势能就越大。 B、质量越大的物体，具有的重力势能就越大。 C、物体的重力势能不可能为零。 D、物体的重力势能可能小于零。 答案：D 3、在地面上平铺n块砖,每块砖的质量为m,厚度为h,如将砖一块一块竖直叠放起来,至少需要做多少功? 解法一 归纳法 解法二 整体法 答案：W= n（n-1）mgh/2 4、如图所示，两个底面积都是S的圆筒，用 一根带有阀门的细管相连通，放在水平地面上，两 桶内盛有密度为ρ的水，阀门关闭时两桶液面的高 度分别为h1和h2，现将将连接两桶的管道阀门打开， 让左侧桶中的水缓慢流入右侧桶内，最后两桶液面 的高度相同，求在此过程中水的重力势能的变化量？ 解法一：取水平地面为零势能参考面， 阀门关闭时，两桶内水的重力势能这和为： EP1=（ρSh1）gh1/2+（ρSh2）gh2/2=ρg S（h12+h22）/2 打开阀门后，当两桶水面相平时，整体水的重心离地面的高度为h1+h2/2，两桶内不的重力势能之和为： EP2=ρS（ h1+h2）/2×g×（h1+h2）/2=ρg S（h1+h2）2/4 此过程中水的水重力势能变化为： △EP= EP2-EP1= -ρg S （h1-h2）2/4 因为△EP0，表示重力势能减少了ρg S （h1-h2）2/4 解法二：以部分水为研究对象，如图所示，打开阀门，