课堂新坐标2016_2017学年高中物理第2章能的转化和守恒第2节势能的改变教师用书鲁科版

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1、第2节　势能的改变学习目标知识脉络1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．(重点)2．知道重力做功的特点，理解重力势能的变化和重力做功的关系，并能解决有关问题．(重点)3．知道重力势能的相对性、系统性．(难点)4．了解弹性势能的变化和弹力做功的关系.重力势能1．定义物体处于一定的高度而具有的能．2．表达式Ep＝mgh，其中h表示物体的高度，Ep的单位是焦耳，符号J.3．标矢性重力势能是标量，只有大小，没有方向．1．物体的质量越大，重力势能一定越大．(×)2．物体越高，重力势能一定越大．

2、(×)3．处在参考平面上的物体重力势能均为零．(√)如图2－2－1所示，高大的椰子树上的椰子质量为m，离地面高度为h，选择地面为参考平面，椰子的重力势能是多少？图2－2－1【提示】　Ep＝mgh.如图2－2－2所示，桌面距地面h1，一物体质量为m，静止在距桌面h2处．图2－2－2探讨1：以地面为参考平面，物体具有的势能是多少？物体由静止下落到地面的过程中，重力势能减少了多少？【提示】　Ep1＝mg(h1＋h2)，ΔEp＝mg(h1＋h2)．探讨2：以桌面为参考平面，物体具有的势能是多少？物体由静止

3、下落到地面的过程中，重力势能减少了多少？【提示】　Ep2＝mgh2，ΔE′p＝mg(h1＋h2)．探讨3：以上的数据说明什么？【提示】　重力势能的大小与零势面选取有关，而势能改变量大小与零势面选取无关．1．重力势能的性质(1)重力势能的相对性重力势能具有相对性，即重力势能的大小与零势能面的选取有关．(2)重力势能变化量的绝对性当一个物体由一个位置运动到另一个位置时，重力势能之差是一定的，与参考平面的选取无关．实际问题中我们更关注的是重力势能的变化量．(3)重力势能的系统性所谓物体的重力势能，实际上

4、是地球和物体组成的系统所共有的，并非物体单独所有，通常所说的物体具有多少重力势能，实际上是一种简略的说法而已．2．重力势能的正负(1)重力势能是标量但有正负值，其正、负表示物体重力势能相对于参考平面上所具有的重力势能的大小．①正值表示：物体位于参考平面以上，其重力势能Ep>0.②负值表示：物体位于参考平面以下，其重力势能Ep<0.例如Ep1＝100J，Ep2＝－100J，则Ep1>Ep2.(2)重力势能的值和参考平面的选取有关，如图2－2－3所示．图2－2－3参考平面EpAEpBEpC地面正值正值

5、零桌面正值零负值A处平面零负值负值1．(多选)关于重力势能的理解，下列说法正确的是(　　)【导学号：01360045】A．重力势能有正负，是矢量B．重力势能的零势能面只能选地面C．重力势能的零势能面的选取是任意的D．重力势能的正负代表大小【解析】　重力势能是标量，但有正负，重力势能的正、负表示比零势能大还是小，A错误，D正确；重力势能零势能面的选取是任意的，习惯上常选地面为零势能面，B错误，C正确．【答案】　CD2．甲、乙两个物体的位置如图2－2－4所示，质量关系m甲

6、，若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为Ep1、Ep2，则有(　　)图2－2－4A．Ep1>Ep2　　　　　　　B．Ep1Ep2，故A项正确．【答案】　A3．质量为3kg的物体放在高4m的平台上，g取10m/s2.【导学号：01360046】求：(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？【解

7、析】　(1)以平台为参考平面，物体的重力势能为0.(2)以地面为参考平面，物体的重力势能Ep＝mgh＝3×10×4J＝120J.(3)以地面为参考平面，物体落到地面，重力势能变化了ΔEp＝0－120J＝－120J.【答案】　(1)0　(2)120J(3)减少了120J(1)在求解重力势能时，零势能参考平面的选取是任意的，通常情况下，常选取地面作为零势能参考平面.,(2)不管选取哪个平面作为零势能参考平面，重力势能的变化总是不变的，是绝对的.重力做功与重力势能的改变1．重力做功的特点重力做功与路径无

8、关，只与初、末位置的高度差有关；重力做功总是对应于物体重力势能的变化，两者的大小相等，并且与是否存在其他作用力及其他力是否做功无关．2．两者间的关系(1)物体的重力做多少功，物体的重力势能就减少多少；物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少．(2)关系式：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.1．重力做5J的正功，重力势能增加了5J．(×)2．跳伞运动员从某一高度跳下，有风和无风时，由于运动路径不同，重力做功不同．(×)3．选不同的零势能点，同一物体的重力势能不同，重力势能改变量相