高中物理 专题7.4 重力势能（讲）（提升版）（含解析） 新人教版必修2

《高中物理 专题7.4 重力势能（讲）（提升版）（含解析） 新人教版必修2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、重力势能※知识点一、重力做的功1．做功表达式WG＝mgh＝mgh1－mgh2，式中h指初位置与末位置的高度差；h1、h2分别指初位置、末位置的高度。2．做功的正负物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功。3．做功的特点物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。★练一练：判断下列说法正确还是错误？(1)物体只要运动，其重力一定做功。(　　)(2)物体向高处运动时，重力一定做负功。(　　)(3)质量越大，重力做功越多。(　　)(4)物体的高度只要发生变化，其重力一定做功。(　　)(5)重力做功多少取决于物

2、体的重力和它通过的路程。(　　)【答案】　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×※知识点二、重力势能1．定义：物体的重力与所处高度的乘积。2．大小：表达式Ep＝mgh；单位：焦耳，符号：J。3．标矢性：重力势能是标量，只有大小、没有方向。4．重力做功与重力势能变化的关系(1)表达式：WG＝EP1－EP2＝－ΔEp。(2)两种情况5．重力势能的相对性、标矢性和系统性重力势能相对性重力势能总是相对选定的参考平面而言的(该平面常称为零势能面)标矢性重力势能为标量，其正负表示重力势能大小。物体在参考平面上方时，重力势能为正值，在参考平面下方

3、时，重力势能为负值系统性重力势能是物体与地球所组成的系统共有的★做一做如图所示，一个质量为1kg的小球从高度为H＝1m的桌面上方h＝2m处释放后落地。(g取10m/s2)试结合上述情景，讨论下列问题：(1)分别以地面、桌面及释放点所在水平面为参考面分析，怎样表示小球在释放点、落地时的重力势能及重力势能的变化？　　地面桌面释放点所在水平面小球在释放点时的重力势能Ep1＝JEp1＝JEp1＝J小球落地时的重力势能Ep2＝JEp2＝JEp2＝J重力势能的变化量ΔEp＝Ep2－Ep1＝JΔEp＝Ep2－Ep1＝JΔEp＝Ep2－Ep1＝J(2)根据表

4、格分析①相对于不同的参考平面，重力势能是否相同？这说明重力势能具有什么性质？②重力势能的正负有什么含义？③重力势能的变化量与参考平面的选择是否有关？这说明重力势能变化量具有什么性质？③重力势能的变化量与参考平面的选择无关，说明重力势能的变化量具有绝对性。★重难点一、对重力势能的理解★1．重力势能的“四性”(1)系统性重力是地球与物体相互吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法。(2)相对性：重力势能Ep＝mgh与参考平面的选择有关，

5、式中的h是物体重心到参考平面的高度。重力势能是标量，只有大小而无方向，但有正负之分。当物体在参考平面上方时，Ep为正值；当物体在参考平面下方时，Ep为负值。注意物体重力势能的正负是表示比零势能大，还是比零势能小。(3)参考平面选择的任意性：视处理问题的方便而定，一般选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能面。(4)重力势能变化的绝对性：物体从一个位置运动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，它的变化量是绝对的。2．重力势能是标量物体的重力势能为负值表示物体的重力势能比在参考平面上时具有的重力势能要少，这跟用正负表示温度高

6、低是相似的。★特别提醒(1)Ep＝mgh，h表示物体重心相对参考平面的高度，物体在参考平面上方，h>0，在参考平面下方，h<0。(2)某一过程重力势能的变化为ΔEp＝Ep2－Ep1，它与参考平面的选择无关。【典型例题】【例题1】如图所示，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上(g取10m/s2)。以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能减少了多少？【答案】　24J　8J【解析】以地面为参考平面，物体的高度为：h1＝1.2m。物体的重力势能为：Ep1＝mgh1＝2×10×

7、1.2J＝24J物体落至桌面时的高度h2＝0.8m，重力势能为：Ep2＝mgh2＝2×10×0.8J＝16J物体重力势能的减少量为：ΔEp＝Ep1－Ep2＝(24－16)J＝8J。【拓展延伸】　若【例1】中以桌面为参考平面，物体在初、末位置具有的重力势能为多少？物体下落到桌面的过程中，重力势能减少了多少？【答案】　8J　0　8J【针对训练】如图，幼儿园小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯，请思考以下问题：(1)小朋友滑落到地面上时的重力势能一定为零吗？(2)小朋友从最高点滑落到地面过程中重力势能是增加还是减少？【解析】(1)若选地面为参考平面，则小朋

8、友滑落到地面上时的重力势能就一定为零；若选其他高度为参考平面，则小朋友滑落到地面上时的重力势能就一定不为零。(2)根据重力势能的表达式知，小朋友沿滑梯下滑时，高度变