教案：重力势能.docx
教案：重力势能重力势能一.教学目的：1 .能正确计算物体或物体系的重力势能.2 .会用重力势能的变化求重力的功。3 .复习动能定理，培养学生灵活运用动能定理解决实际问 题的能力。二.教学难点：1 .能正确计算物体或物体系的重力势能.2 .会用重力势能的变化求重力的功。三 .教学方法：讲授、练习、讨论四 .教具长方体木块、铁链、木棒等五 .教学过程：（一）复习提问，引入新课上一节课我们已经学习了重力势能的有关知识，请同学们 回忆一下上节所学的内容，并答复以下问题：1 .重力势能是怎样定义的？如何计算重力势能？2 .重力做功有何特点？3 .重力势能的变化和重力做功有何关系？本节学习用重力势能的变化求重力的功在解题中的应用。(二)进行新课例题1:盘在地面上的一根不均匀的金属链重G=30N ,长 L=1m,从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10J , 金属链重力势能增加J ,此时金属链重心位置距地面m.如 果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离地面需做功。学生先做，然后评讲。解析：从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10J, 金属链重力势能增加EP=GhI =1OJ,此时金属链重心位置距 地面h1=0. 33m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离 地面需做功W2=G (L-h1) =20J.例题2：如图1所示，一个人通过定滑轮匀速地拉起质量为 m的物体，当人沿水平地面从A点走到B点时，位移为S , 绳子方向与竖直方向成角，原先绳子方向竖直，不计阻力， 那么人拉物体所做的功为多少？解析：由于人拉绳的力的方向不确定，不能用功的定义式来 计算人所做的功，须通过动能定律来计算人所做的功。而重 力的功根据重力做功的特点可得：WG=mgh=mg ).由动能定律可得：W-WG=O-O所以人所做的功为：。例题3:以20ms的初速度，从地面竖直向上抛出一物体， 它上升的最大高度是18m。如果物体在运动过程中所受阻力 的大小不变，那么物体在离地面多高处，物体的动能与重力势能相等。（g=10ms2）（以地面为零势点）解析：以物体为研究对象，画出运动草图2 ,设物体上升到 h高处动能与重力势能相等此过程中，重力阻力做功，据动能定理有：物体上升的最大高度为H由式,，解得h=9. 5m设物体下落过程中经过距地面h处动能等于重力势能，运 动草图如图3所示。据动能定理有：解得h=8. 5m注意：在此较复杂的问题中，应注意不要出现漏解。比拟好 的方法就是逐段分析法。此题很容易漏解，要求学生仔细审 题，问物体离地面多高处，物体动能与重力势相等，一般 人首先是将问题变形为上升过程中什么位置动能与重力势 能相等。而实际下落过程也有一处动能与重力势能相等。例题3:有一质量为m ,边长为a的正方体与地面之间的摩擦 因素二0. 3o为使它水平移动距离a,可以采用将它翻倒或向前 匀速平推两种方法。那么：（）A.将它翻倒比平推前进做的功少。B.将它翻倒比平推前进做的功多。C.两种情况做功一样多。D.翻倒时不做功。解析：物体被平推着匀速前进，推力与摩擦力相平衡。翻倒 那么要克服物体重力做功。匀速平推时：F=f=mg,因而物体被平推着前进，外力对物体 所做的功为：W1=Fa=mga=0. 3mga.将物体推导前进a,如图4所示。在翻倒过程中，立方体将 绕其中一条棱（如A）转动。仅在使其对角线AC转到竖直过程 中（以后，稍有一倾侧，立方体会在重力作用下翻倒）这个 过程中外力所做的功，就是使立方体的重心0升高所增加的 重力势能，所以外力做功为：W2=EP=mg（.因而推着物体匀速前进比翻倒前进相同距离所做的功多。课堂堂讨论：1.质量为Ikg的物体从静止开始，经过去时3S落地，落地 时速度为IOrTl/s ,假设重力加速度为g=10ms2 ,那么在此 过程中：A.物体的重力势能减少了 50J；B.物体的动能增加了 IOOJ;C.重力对物体做功150J ；D.物体克服阻力做功.2. 一弹性小球质量为m,距地面高度为h处以初速度VO竖直 上抛，运动过程中所受空气阻力为f,与地面碰撞时，能量 损失不计，那么它最后停在地面上重力做功为多少？它在运 动停止前通过的总路程为多少？（三）、课堂小结：1 .由于重力做功与路径无关，只与始末两点位置的高度差 有关，因此，在计算重力做功就不需要考虑过程，只看始 末位置。这使重力功的计算变得简便。2 .重力势能的变化只与重力做功有关，与其它外做功情况 无关。因此在计算重力势能的变化时只看重力做功的多少即 可。（四）、课外作业：1.用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到 某一高度。假设考虑空气阻力而不考虑空气浮力，那么在此 过程中A.力F所做的功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增 量B.物体克服重力所做的功等于重力势能的增量C.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于重力势能的增 量D.力F和阻力的合力所做的功等于物体机械能的增量。2 . 一人将一质量为m的物体举高h并获得速度V ,那么：A.合力对物体做功为mgh + mv2 ; B.人对物体做功为mgh + mv2 ;C.人对物体做功为mgh; D.人对物体做功为mv2。3 .如图5 ,物体A的质量为m ,置于水平地面上，其上外表 竖直连着一根轻弹簧，弹簧的自由长度为L,倔强系数为K , 现将弹簧上端P缓慢地竖直上提一段距离H ,使重物离开地 面，这时重物的重力势能为(设地面的重力势能为零):A. mg (H ) B. mg (H +mgk)C. mg (H ) D. mg (H ) o4.质量为m的物体，从静止开始以a=g2的加速度竖直向下 运动h米，以下说法中的是：A.物体的动能增加了 mgh/2 B.物体的机械能减少了 mgh/2C.物体的势能减少了 mgh/2 D.物体的势能减少了 mgho
