优化方案必修2第七章第四节重力势能PPT

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1、基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律学习目标学习目标:1.理解重力势能的概念，掌握重理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对力势能的计算方法，知道重力势能的相对性性.2.知道重力做功和重力势能的改变的关系知道重力做功和重力势能的改变的关系.3.理解重力做功与路径无关的特点理解重力做功与路径无关的特点.重点难点：重力势能的计算，重力做功与重点难点：重力势能的计算，重力做功与重力势能变化的关系重力势能变化的关系.易错问题：易错问题：1.对

2、重力势能是系统所具有的对重力势能是系统所具有的能认识不清能认识不清.2.求重力势能变化时，不会分析物体重心求重力势能变化时，不会分析物体重心位置的变化位置的变化.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律基础知识梳理基础知识梳理一、重力做的功一、重力做的功1.物体的高度发生变化时，重力要做功，物体被物体的高度发生变化时，重力要做功，物体被举高时，重力做举高时，重力做_功，物体下落时，重力做功，物体下落时，重力做_功功.2.重力做功的特点重力做功的特点物体运动时，

3、重力对它做的功只跟它的物体运动时，重力对它做的功只跟它的_和和_的位置有关，而跟物体运动的的位置有关，而跟物体运动的_无关无关.负负正正起点起点终点终点路径路径基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律二、重力势能二、重力势能1.定义：物体由于定义：物体由于_而具有的能量而具有的能量.2.大小：物体的重力势能等于它所受大小：物体的重力势能等于它所受_与所处与所处_的乘积，表达式为的乘积，表达式为_.3.单位：单位：_，与功的单位相同，与功的单位相同.4.重力做功

4、与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系表达式：表达式：WG=Ep1-Ep2被举高被举高重力重力高度高度Ep=mgh焦耳焦耳基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律（1）当物体从高处运动到低处时，重力做）当物体从高处运动到低处时，重力做_功，重力势能功，重力势能_，即，即WG0,Ep1Ep2.（2）当物体由低处运动到高处时，重力做）当物体由低处运动到高处时，重力做_功，功，重力势能重力势能_，即，即WG0,Ep1Ep2.重力做负功也重力做负功也叫做物体

5、克服叫做物体克服_.三、重力势能的相对性三、重力势能的相对性1.参考平面：物体的重力势能总是相对于某一参考平面：物体的重力势能总是相对于某一_来说的，这个来说的，这个_叫做参考平面，叫做参考平面，在参考平面，物体的重力势能等于在参考平面，物体的重力势能等于0.正正减小减小负负增加增加重力做功重力做功水平面水平面水平面水平面基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律2.参考平面的选取：参考平面的选取：（1）选择不同的参考平面，物体的重力势能数值）选择不同的参考平面

6、，物体的重力势能数值_，但物体在某固定的两点间的重力势能的差，但物体在某固定的两点间的重力势能的差值值_.（2）参考平面上方的物体重力势能为正，下方的）参考平面上方的物体重力势能为正，下方的物体重力势能为负，负号表示物体在这个位置具有物体重力势能为负，负号表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的少的重力势能比在参考平面上具有的少.说明：说明：选择哪一个面为参考平面，要根据具体情况选择哪一个面为参考平面，要根据具体情况而定，一般是以解决问题方便为原则而定，一般是以解决问题方便为原则.不同不同相同相同基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随

7、堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律四、势能是系统所共有的四、势能是系统所共有的重力势能不是地球上的物体单独具有的，重力重力势能不是地球上的物体单独具有的，重力势能是地球与物体所组成的势能是地球与物体所组成的“系统系统”共有的共有的.说明：说明：任何一种形式的势能，如分子势能、电任何一种形式的势能，如分子势能、电势能等都是系统所共有的势能等都是系统所共有的.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律核心要点突

8、破核心要点突破一、重力做功的特点一、重力做功的特点如图如图7-4-1所示，物体由位置所示，物体由位置A运动到位置运动到位置B，A、B两位置两位置的高度分别为的高度分别为h1、h2，物体的，物体的质量为质量为m，无论从，无论从A到到B路径路径如何，其位移都是如何，其位移都是l，图图7-4-1基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律又由于重力对一个物体来说是恒力，根据恒又由于重力对一个物体来说是恒力，根据恒力做功公式力做功公式W=Flcos可得可得W=mglcos

9、=mgh=mg（h1-h2）=mgh1-mgh2,可可见重力做功与路径无关见重力做功与路径无关.综上所述：重力对物体所做的功只跟物体初综上所述：重力对物体所做的功只跟物体初末位置的高度有关，跟物体运动的路径无关末位置的高度有关，跟物体运动的路径无关.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律二、对重力势能的理解二、对重力势能的理解1.重力势能具有相对性重力势能具有相对性重力势能的表达式重力势能的表达式Ep=mgh中的中的h是指物体重心到参是指物体重心到参考平面的

10、高度，因此重力势能的大小与参考平面的考平面的高度，因此重力势能的大小与参考平面的选取有关，在参考平面以上为正值，以下为负值，选取有关，在参考平面以上为正值，以下为负值，位于参考平面时为零位于参考平面时为零.2.重力势能参考平面的选取是任意的重力势能参考平面的选取是任意的视处理问题的方便而定，一般选取地面或物体运动视处理问题的方便而定，一般选取地面或物体运动时所达到的最低点所在平面为零势能参考平面时所达到的最低点所在平面为零势能参考平面.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能

11、守守恒恒定定律律3.重力势能的变化是绝对的重力势能的变化是绝对的尽管重力势能的大小与参考平面的选取有关，但尽管重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关重力势能的变化量与参考平面的选取无关.4.重力势能是系统共有的重力势能是系统共有的倘若没有地球，就谈不上重力，那么物体也就不倘若没有地球，就谈不上重力，那么物体也就不可能具有重力势能可能具有重力势能.所以，严格来说，重力势能是所以，严格来说，重力势能是地球和物体所组成的地球和物体所组成的“系统系统”共有的，而不是物共有的，而不是物体单独具有的体单独具有的.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲

12、练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律特别提醒特别提醒重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示与参考平面上物体势能的相对负，其正、负表示与参考平面上物体势能的相对大小大小.三、重力做功与重力势能变化的关系三、重力做功与重力势能变化的关系物体的高度变化时，重力要做功，重力势能的改物体的高度变化时，重力要做功，重力势能的改变与重力做功有关变与重力做功有关.重力势能的改变只由重力做功重力势能的改变只由重力做功引起引起.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点

13、突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律如图如图7-4-2，质量为，质量为m的物体，的物体，由由A点下落到点下落到B点，点，A点高度点高度为为h1,B点高度为点高度为h2.在这个在这个过程中，重力做功过程中，重力做功WG=mgh1-mgh2=mgh.在这个过程中重力势能的在这个过程中重力势能的改变量改变量Ep=EpB-EpA,所以重力做功和重力势能改所以重力做功和重力势能改变量的关系为变量的关系为WG=-Ep.这也正好说明了重力做正功，重力势能减小，而这也正好说明了重力做正功，重力势能减小，而重力做负功

14、，重力势能增加的道理重力做负功，重力势能增加的道理.图图7-4-2基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律特别提醒特别提醒重力势能变化的多少是由重力做功来唯一量重力势能变化的多少是由重力做功来唯一量度的，跟物体所处的运动状态及是否受其他度的，跟物体所处的运动状态及是否受其他力或其他力是否做功无关力或其他力是否做功无关.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七

15、章章机机械械能能守守恒恒定定律律课堂互动讲练课堂互动讲练重力做功特点的应用重力做功特点的应用 如图如图7-4-3所示，质量为所示，质量为m的小球从高为的小球从高为h的斜面上的的斜面上的A点滚点滚下经水平面下经水平面BC后，再滚上另一后，再滚上另一斜面，当它到达斜面，当它到达h/3处的处的D点时，点时，速度为零，此过程中重力做的功速度为零，此过程中重力做的功是多少？是多少？图图7-4-3基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律【解析解析】法一：根据重力做功的特点

16、，重力法一：根据重力做功的特点，重力做功只与做功只与AD的高度差有关的高度差有关.即即WG=mg(h-h/3)=2mgh/3.法二：根据重力做功与重力势能变化的关系法二：根据重力做功与重力势能变化的关系来求来求.规定地面为参考平面，规定地面为参考平面，则：则：WG=-(mgh/3-mgh)=2mgh/3.【答案答案】2mgh/3基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律【点评点评】重力做功与物体运动的路径无关，重力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置的高度差有

17、关，这一点尤其在只与初末位置的高度差有关，这一点尤其在解一些往复运动或多个过程的问题时，可以解一些往复运动或多个过程的问题时，可以省去大量的中间步骤，使得解题单刀直入、省去大量的中间步骤，使得解题单刀直入、一步求解，富于灵活性一步求解，富于灵活性.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律1.质量为质量为m的小球从距地面高为的小球从距地面高为h处自由落下，处自由落下，碰地后弹起的高度为碰地后弹起的高度为h/2，然后落下，碰地后再，然后落下，碰地后再弹起，弹起的高

18、度为弹起，弹起的高度为h/4，最后小球静止于，最后小球静止于地面上，求整个过程中重力做的功地面上，求整个过程中重力做的功.解析：由重力做功的特点可知，重力做功与小球解析：由重力做功的特点可知，重力做功与小球实际路径无关实际路径无关.所以所以W=mgh.答案：答案：mgh基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律重力势能的理解及计算重力势能的理解及计算 （2010年福建龙岩高一检测）质量为年福建龙岩高一检测）质量为20 kg的的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与

19、楼外地薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为面的高度差为5 m.这块铁板相对二楼地面的重力势这块铁板相对二楼地面的重力势能为能为_J，相对楼外地面的重力势能为，相对楼外地面的重力势能为_J；将铁板提高将铁板提高1 m，若以二楼地面为参考平面，则铁，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了板的重力势能变化了_J；若以楼外地面为参；若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了考平面，则铁板的重力势能变化了_J（g取取10 m/s2）.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七

20、七章章机机械械能能守守恒恒定定律律【解析解析】根据重力势能的定义式，以二楼地面为根据重力势能的定义式，以二楼地面为参考平面：参考平面：Ep=0.以楼外地面为参考平面：以楼外地面为参考平面：Ep=mgh=20105 J=103 J.以二楼地面为参考平面：以二楼地面为参考平面：Ep=Ep2-Ep1=mgh1-0=20101 J=200 J.以楼外地面为参考平面：以楼外地面为参考平面：Ep=Ep2-Ep1=mg（h+h1）-mgh=mgh1=20101 J=200 J.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下

21、页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律【答案答案】0 103 200 200【点评点评】重力势能具有以下几个特点：重力势能具有以下几个特点：（1）重力势能的正负表示物体在参考平面以上）重力势能的正负表示物体在参考平面以上还是以下，其正负表示重力势能大小；还是以下，其正负表示重力势能大小；（2）重力势能的大小与参考平面的选取有关，）重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选但重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关；取无关；（3）重力势能是物体与地球所共有的）重力势能是物体与地球所共有的.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂

22、互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律2.下列关于重力势能的说法正确的是（下列关于重力势能的说法正确的是（）A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的物体单独具有的B.重力势能的大小是相对的重力势能的大小是相对的C.重力势能等于零的物体，不可能对别的物体重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功做功D.在地面上的物体，它具有的重力势能一定等在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零于零基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随

23、堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律解析：选解析：选AB.重力势能是由物体和地球的相对位重力势能是由物体和地球的相对位置所决定的，由地球和物体所共有，所以置所决定的，由地球和物体所共有，所以A、B正确；由于重力势能的大小与参考平面的选取有正确；由于重力势能的大小与参考平面的选取有关，所以重力势能等于零，不等于没有对外做功关，所以重力势能等于零，不等于没有对外做功的本领，所以的本领，所以C错误；只有选地面为参考平面时，错误；只有选地面为参考平面时，地面上的物体的重力势能才为零，否则不为零，地面上的物体的重力势能才为零，否则不为零，D错误错误.

24、基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律实际物体重力势能变化的求法实际物体重力势能变化的求法 如图如图7-4-4所示，在水平地面上平铺所示，在水平地面上平铺n块砖，块砖，每块砖的质量为每块砖的质量为m,厚度为厚度为h，如将砖一块一块地叠，如将砖一块一块地叠放起来，至少需要克服重力做多少功？放起来，至少需要克服重力做多少功？图图7-4-4基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页

25、页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律【思路点拨思路点拨】把砖由平放在地面上到把它们一把砖由平放在地面上到把它们一块块地叠放起来，所做的功至少等于砖所增加块块地叠放起来，所做的功至少等于砖所增加的重力势能，可用整体法求解的重力势能，可用整体法求解.【解析解析】取取n块砖的整体为研究对象，如题图块砖的整体为研究对象，如题图所示，叠放起来后整体重心距地面所示，叠放起来后整体重心距地面0.5nh,原来原来距地面距地面0.5h,故有：故有：W=Ep=nmg0.5nh-nmg0.5h=0.5n（n-1）mgh.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自

26、测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律【答案答案】0.5n（n-1）mgh【点评点评】大小和形状不可忽略的物体相对于参考大小和形状不可忽略的物体相对于参考平面的高度是指其重心相对参考平面的高度平面的高度是指其重心相对参考平面的高度.判断物体重力势能的变化或重力做的功，应根据判断物体重力势能的变化或重力做的功，应根据重心位置的变化分析求解重心位置的变化分析求解.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律3.如

27、图如图7-4-5所示，一条所示，一条铁链长为铁链长为2 m，质量为，质量为10 kg，放在水平地面上，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬铁链全部离开地面的瞬间，物体克服重力做功间，物体克服重力做功为多少？物体的重力势为多少？物体的重力势能变化了多少？能变化了多少？图图7-4-5基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律解析：铁链从初状态到末状态，它的重心位解析：铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了置提高了 h=l/2,因而物体克服重力所做的功为因而物体克服重力所做的功为W=mgl/2=1/2109.82 J=98 J，铁链的重，铁链的重力势能增加了力势能增加了98 J.答案：答案：98 J 增加了增加了98 J基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律随堂达标自测随堂达标自测基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练上上页页下下页页第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律课时活页训练课时活页训练