教案 重力勢(shì)能

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解重力勢(shì)能的概念，掌握重力勢(shì)能的計(jì)算方法，知道重力勢(shì)能的相對(duì)性．2．知道重力做功和重力勢(shì)能的改變的關(guān)系．3．理解重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)．重點(diǎn)、難點(diǎn)重力勢(shì)能的計(jì)算，重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系．4、重力勢(shì)能

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

雪崩2

美國(guó)內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約50萬千克、速度達(dá)到20千米／秒，爆炸力相當(dāng)于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國(guó)轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個(gè)足球場(chǎng)，四周的看臺(tái)則能容納200多萬觀眾。

隕石坑美國(guó)內(nèi)華達(dá)州亞利桑那3（1）俄羅斯“和平號(hào)”空間站墜落時(shí)，為什么會(huì)燃燒？碎片燃燒時(shí)，溫度可達(dá)3000℃，其能量由什么能量轉(zhuǎn)化而來？（2）打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí)，為什么能把水泥打進(jìn)地里?（3）水力發(fā)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(xì)繩懸掛一個(gè)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(hào)空間站殘片打樁機(jī)

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

在初中我們已經(jīng)學(xué)過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能．

重力勢(shì)能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個(gè)問題．一、重力做功

請(qǐng)同學(xué)們分別計(jì)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－h(huán)2)

=mgh1－mgh2

第一種情況：物體沿斜線運(yùn)動(dòng)

從A到BAChθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h(huán)2)

=mgh1－mgh2第二種情況：物體沿曲線運(yùn)動(dòng)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(guī)律

重力做功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置（高度差）有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。重力做功的公式：

WG=mgh向上運(yùn)動(dòng)為負(fù)功，向下運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)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(shè)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(duì)你做的功是否相等？練習(xí)答案：相等二、重力勢(shì)能如果物體相對(duì)于參考平面的高度為h,則把物理量mgh叫做物體的重力勢(shì)能．

物體的重力勢(shì)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(fù)Ep=mgh說明：重力勢(shì)能是標(biāo)量．單位：焦耳，1J=1kg·m·s-2·m=1N·m計(jì)算重力勢(shì)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(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)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(shì)能也是正值；勢(shì)能是狀態(tài)量、標(biāo)量．+、–表示大小．17高度是相對(duì)的，所以重力勢(shì)能也是相對(duì)的三、重力勢(shì)能的相對(duì)性四、重力勢(shì)能的正負(fù)表示大小重力勢(shì)能：－3J

－5J重力勢(shì)能：0J

－5J重力勢(shì)能：3J

－5J>>>例1

如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m．請(qǐng)按要求填寫下表．(g=10m/s2)參考平面小球在A點(diǎn)重力勢(shì)能小球在B點(diǎn)重力勢(shì)能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢(shì)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(shì)能的數(shù)值不同

對(duì)一個(gè)確定的過程，WG和△EP與參考面的選擇無關(guān)20WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep214重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量

如果重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力對(duì)物體做的功

如果重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力做的功即

WG=－ΔEp

討論：重力勢(shì)能為零的物體是不是就沒有重力勢(shì)能？五、重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系⑴足球由位置1運(yùn)動(dòng)到位置2時(shí)，重力所做的功是多少？足球的重力勢(shì)能增加了多少？⑵足球由位置2運(yùn)動(dòng)到位置3重力所做的功是多少？重力勢(shì)能減少了多少？⑶足球由位置1運(yùn)動(dòng)到位置3，重力所做的功是多少？足球的重力勢(shì)能變化了多少？做一做：質(zhì)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(dá)到的最高點(diǎn)2的高度為h

。h123123

重力勢(shì)能屬于物體和地球組成的系統(tǒng).

平常所說的“物體”的重力勢(shì)能，只是一種習(xí)慣簡(jiǎn)化的說法。重力勢(shì)能是我自己的！六、重力勢(shì)能的系統(tǒng)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(shì)能和某一過程中重力勢(shì)能改變量()A.都具有不同的數(shù)值

B.都具有相同的數(shù)值

C.前者具有相同的數(shù)值，后者具有不同的數(shù)值

D.前者具有不同的數(shù)值，后者具有相同的數(shù)值

D七、課堂訓(xùn)練2、起重機(jī)以5m/s2的加速度將質(zhì)量為1t的物體勻減速地沿豎直方向提升高度10m，則起重機(jī)鋼索的拉力對(duì)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(shì)能變化了多少？

3、關(guān)于重力做功和物體的重力勢(shì)能，下列說法正確的是：A、當(dāng)重力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定減少；B、物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定增加；C、地球上的物體的重力勢(shì)能都只有一個(gè)唯一確定的值；D、重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)。ABD4、物體在運(yùn)動(dòng)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(shì)能一定增加了50J；C、物體的動(dòng)能一定減少50J；D、重力做了50J的負(fù)功。BD5、關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解，正確的是A、重力勢(shì)能等于零的物體，一定不會(huì)對(duì)別的物體

做功B、相對(duì)于不同的參考平面，物體具有不同數(shù)

值的重力勢(shì)能，但這并不影響研究有關(guān)重

力勢(shì)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(shí)的初速度大小相同，則落地時(shí)減

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