（課堂設(shè)計(jì)）2014-2015高中物理 4.3 勢(shì) 能學(xué)案 教科版必修

1、第3節(jié)勢(shì)能導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.理解重力勢(shì)能的概念，會(huì)用重力勢(shì)能的定義式進(jìn)行計(jì)算.2.理解重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系.3.知道重力勢(shì)能具有相對(duì)性.4.知道重力勢(shì)能是物體和地球所組成的系統(tǒng)所共有的.5.理解彈性勢(shì)能的概念1勢(shì)能：相互作用的物體憑借其_而具有的能量2重力勢(shì)能：物體由于_而具有的能量3水力發(fā)電站是利用了_來發(fā)電的4功是力與_的乘積.一、重力做的功問題情境請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)已有的知識(shí)求解下列三種情況下重力做的功要點(diǎn)提煉1重力做功的特點(diǎn)1 / 7物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的_無關(guān)，功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積與物重跟終點(diǎn)高度的乘積這兩者之差2重力做功的大

2、小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，與物體是否受其他的力無關(guān)(如：斜面是否光滑等)3如果重力做負(fù)功，我們常說物體克服重力做了功4對(duì)于物體沿任意曲線運(yùn)動(dòng)的情況，采用“_”，這種方法有時(shí)可以幫助我們解決很多問題5重力做功的大小WGmghmgh1mgh2，式中的h指物體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)高度跟終點(diǎn)高度之差即學(xué)即用1沿著高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端，下列說法正確的是()A沿坡度小的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多B沿坡度大、粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多C沿坡度小、粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多D不管沿怎樣的斜面運(yùn)動(dòng)，物體克服重力做的功相同圖12如圖1所示，質(zhì)量為m

3、的小球在半徑為R的半圓形軌道上來回運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A若A、B等高，從A到B重力做功mg·2RB若A、B等高，從A到B重力做功為零C若軌道有摩擦，重力做的功最多是mgRD若軌道有摩擦，重力做的功可以大于mgR二、重力勢(shì)能要點(diǎn)提煉1定義：我們把物理量mgh叫做物體的重力勢(shì)能，常用Ep表示，即Epmgh.上式表明，物體的重力勢(shì)能等于物體受到的重力和它的_的乘積2重力勢(shì)能Ep是標(biāo)量，但有_正值：即Ep>0，表示位于參考平面以上的物體的重力勢(shì)能；零：即Ep0，表示位于參考平面上的物體的重力勢(shì)能；負(fù)值：即Ep<0，表示位于參考平面以下的物體的重力勢(shì)能可見，Ep的符號(hào)僅表示其

4、相對(duì)大小例如，在同一參考平面內(nèi)，Ep1100 J，Ep2100 J，則Ep1>Ep2，這與功的正、負(fù)的物理意義是不同的，類似于溫度2 高于5 .3單位：重力勢(shì)能的單位在國際單位制中是焦耳(J)，1 J1 kg·m·s2·m1 N·m.4重力勢(shì)能是狀態(tài)量5重力勢(shì)能的相對(duì)性(1)重力勢(shì)能有_性，即Ep與選取的參考平面(零勢(shì)能面)_因此，在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)，必須首先選取參考平面(2)重力勢(shì)能的變化是_的，它與參考平面的選取_6重力勢(shì)能是屬于_的，如果沒有地球，就沒有重力，也就談不上重力勢(shì)能了，所以，重力勢(shì)能是地球與物體所組成的這個(gè)_所共有的，而不是地球上的

5、物體單獨(dú)具有的即學(xué)即用3樓上某房間地板高出樓外地面4 m，窗臺(tái)比地板高1 m一個(gè)質(zhì)量為10 kg的重物分別放在窗臺(tái)上A處、地板上B處和樓外地面上C處(g取9.8 m/s2)(1)以樓外地面為參考平面(零勢(shì)能面)，重物在A、B、C三處的重力勢(shì)能分別為EpA_，EpB_，EpC_.(2)以該房間地板為參考平面，重物在A、B、C三處的重力勢(shì)能分別為EpA_，EpB_，EpC_.(3)重物在A、B兩處的重力勢(shì)能之差EpAEpB_，A、C兩處的重力勢(shì)能之差EpAEpC_.(4)物體在某處的重力勢(shì)能的量值，跟參考平面的選取_關(guān)三、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系問題情境圖2如圖2所示，質(zhì)量為m的物體自高度為h

6、2的A處下落至高度為h1的B處，求此過程中重力做的功和重力勢(shì)能的變化量，并分析它們之間的關(guān)系要點(diǎn)提煉1關(guān)系：重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，重力做的功等于重力勢(shì)能的增加量，即WGEp.2當(dāng)物體從高處向低處運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減小，也就是WG>0，Ep1>Ep2.這時(shí)，重力勢(shì)能減小的數(shù)量等于重力所做的功3當(dāng)物體從低處向高處運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，也就是WG<0，Ep1<Ep2.這時(shí)，重力勢(shì)能增加的數(shù)量等于克服重力所做的功即學(xué)即用4關(guān)于重力勢(shì)能與重力做功的下列說法中正確的是()A物體克服重力所做的功等于重

7、力勢(shì)能的增加量B在同一高度，將物體以初速度v0向不同方向拋出，從拋出到落地的過程中，重力所做的功相等，物體所減少的重力勢(shì)能也一定相等C重力勢(shì)能等于零的物體，不可能對(duì)別的物體做功D用手托住一個(gè)物體勻速上舉時(shí)，手的支持力做的功等于克服重力所做的功與物體的重力勢(shì)能增量之和四、彈性勢(shì)能要點(diǎn)提煉1物體由于發(fā)生_而具有的能量叫做彈性勢(shì)能2發(fā)生形變的物體_具有彈性勢(shì)能，只有發(fā)生_的物體才具有彈性勢(shì)能3彈性勢(shì)能屬于發(fā)生彈性形變的物體4彈性勢(shì)能的大小也具有_性，與零勢(shì)能位置的規(guī)定有關(guān)，一般規(guī)定自然長度處彈性勢(shì)能為零即學(xué)即用5關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說法中正確的是()A任何發(fā)生彈性形變的物體，都具有彈性勢(shì)能B任何具有彈

8、性勢(shì)能的物體，一定發(fā)生了彈性形變C物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢(shì)能D彈簧的彈性勢(shì)能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)1重力做功的特點(diǎn)：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)2重力勢(shì)能(1)重力勢(shì)能：等于它所受重力與所處高度的乘積(2)重力勢(shì)能的公式：Epmgh.(3)重力勢(shì)能是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國際單位制中都是焦耳，符號(hào)為J.(4)重力做功與重力勢(shì)能變化量之間的關(guān)系：重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功物體克服重力做功(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所做的功3重力勢(shì)能的相對(duì)性(1)零勢(shì)能面(2

9、)參考平面的選擇：通常選擇地面為參考平面4物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢(shì)能勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的第3節(jié)勢(shì)能課前準(zhǔn)備區(qū)1位置2.位于高處3.重力勢(shì)能4.在力的方向上發(fā)生的位移課堂活動(dòng)區(qū)核心知識(shí)探究一、問題情境(1)如圖甲，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度為h1的位置，豎直向下運(yùn)動(dòng)到高度為h2的位置，這個(gè)過程中重力做的功是WGmghmgh1mgh2(2)如圖乙，物體沿傾斜直線運(yùn)動(dòng)的距離是L，在這一過程中重力所做的功是WGmgcos ·Lmghmgh1mgh2(3)如圖丙，我們把整個(gè)路徑分成許多很短的間隔AA1，A1A2，A2A3由于每一段都很小很小，它們都可以近似地看做一段傾斜的直線設(shè)

10、每段小斜線的高度差分別是h1，h2，h3，則物體通過每段小斜線時(shí)重力所做的功分別為mgh1，mgh2，mgh3，物體通過整個(gè)路徑時(shí)重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代數(shù)和，即WGmgh1mgh2mgh3mg(h1h2h3)mghmgh1mgh2要點(diǎn)提煉1路徑4.極限法即學(xué)即用1D物體運(yùn)動(dòng)過程中克服重力所做的功等于物體所受重力與物體升高的高度的乘積，與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，也與是否受到其他力無關(guān)，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確2BC若A、B等高，從A到B，小球在豎直方向上的位移為零，故重力做功為零，A錯(cuò)，B對(duì)；小球下落的高度最大為R，故若軌道粗糙，重力做功最多是mgR，故C對(duì)，D錯(cuò)二、要點(diǎn)提煉

11、1高度2.正、負(fù)5.(1)相對(duì)有關(guān)(2)絕對(duì)無關(guān)6.系統(tǒng)系統(tǒng)即學(xué)即用3(1)490 J392 J0(2)98 J0392 J(3)98 J490 J(4)有三、問題情境重力做功WG mg(h2h1)mgh，物體的重力勢(shì)能由mgh2變?yōu)閙gh1，重力勢(shì)能的改變量Epmgh1mgh2mgh，可見WGEp.所以，重力做的功等于重力勢(shì)能的變化量即學(xué)即用4AB重力勢(shì)能具有相對(duì)性，重力對(duì)物體所做的功等于物體重力勢(shì)能的變化，即WGEp，故A、B正確；重力勢(shì)能等于零，只能說明物體在參考平面上，不影響其對(duì)別的物體做功，故C錯(cuò)；對(duì)于D，物體勻速上升，手的支持力大小等于物體的重力，二者移動(dòng)的距離也相同，所以手的支持力做的功等于克服重力做的功，又WGEp，故手的支持力做的功也等于物體重力勢(shì)能的增加量，而不是等于二者之和，故D錯(cuò)四、要點(diǎn)提煉1彈性形變2.不一定彈性形變4.相對(duì)即學(xué)即用5AB發(fā)生彈