重力勢能(習題課)

1、第5節(jié) 重力勢能（習題課）一、.教學目的：1能正確計算物體或物體系的重力勢能.2會用重力勢能的變化求重力的功。3復習動能定理，培養(yǎng)學生靈活運用動能定理解決實際問題的能力。二、教學難點：1能正確計算物體或物體系的重力勢能.2會用重力勢能的變化求重力的功。三、教學方法：講授、練習、討論四、.教具長方體木塊、鐵鏈、木棒等五、教學過程：（一）復習提問，引入新課上一節(jié)課我們已經(jīng)學習了重力勢能的有關(guān)知識，請同學們回憶一下上節(jié)所學的內(nèi)容，并回答下列問題：1重力勢能是怎樣定義的？如何計算重力勢能？2重力做功有何特點？3重力勢能的變化和重力做功有何關(guān)系？本節(jié)學習用重力勢能的變化求重力的功在解題中的應用。（二）進

2、行新課【例題1】盤在地面上的一根不均勻的金屬鏈重G=30N，長L=1m,從一端緩慢提起至另一端恰好離開地面時需做功10J，金屬鏈重力勢能增加 J，此時金屬鏈重心位置距地面 m.如果改從另一端緩慢提起至金屬鏈恰好離地面需做功 。學生先做，然后評講。解析：從一端緩慢提起至另一端恰好離開地面時需做功10J，金屬鏈重力勢能增加EP=Gh1=10J, 此時金屬鏈重心位置距地面h1=0.33m. 如果改從另一端緩慢提起至金屬鏈恰好離地面需做功W2=G(L-h1)=20J.圖1【例題2】如圖1所示，一個人通過定滑輪勻速地拉起質(zhì)量為m 的物體，當人沿水平地面從A點走到B點時，位移為S，繩子方向與豎直方向成角，

3、原先繩子方向豎直，不計阻力，則人拉物體所做的功為多少？解析：由于人拉繩的力的方向不確定，不能用功的定義式來計算人所做的功，須通過動能定律來計算人所做的功。而重力的功根據(jù)重力做功的特點可得：WG=mgh=mg).由動能定律可得：W-WG=0-0所以人所做的功為：?！纠}3】以20m/s的初速度，從地面豎直向上拋出一物體，它上升的最大高度是18m。如果物體在運動過程中所受阻力的大小不變，則物體在離地面多高處，物體的動能與重力勢能相等。(g=10m/s2)（以地面為零勢點）hh'H-h'mgmgffVV0V=0aV圖2圖3解析：以物體為研究對象，畫出運動草圖2，設物體上升到h高處動能

4、與重力勢能相等此過程中，重力阻力做功，據(jù)動能定理有：物體上升的最大高度為H由式，解得h=9.5m設物體下落過程中經(jīng)過距地面h處動能等于重力勢能，運動草圖如圖3所示。據(jù)動能定理有：解得h=8.5m注意：在此較復雜的問題中，應注意不要出現(xiàn)漏解。比較好的方法就是逐段分析法。本題很容易漏解，要求學生仔細審題，問物體離地面多高處，物體動能與重力勢相等，一般人首先是將問題變形為上升過程中什么位置動能與重力勢能相等。而實際下落過程也有一處動能與重力勢能相等?！纠}4】有一質(zhì)量為m，邊長為a的正方體與地面之間的摩擦因素=0.3。為使它水平移動距離a,可以采用將它翻倒或向前勻速平推兩種方法。則： （ ）ABCD

5、a圖4A將它翻倒比平推前進做的功少。B將它翻倒比平推前進做的功多。C兩種情況做功一樣多。D翻倒時不做功。解析：物體被平推著勻速前進，推力與摩擦力相平衡。翻倒則要克服物體重力做功。勻速平推時：F=f=mg,因而物體被平推著前進，外力對物體所做的功為：W1=Fa=mga=0.3mga.將物體推導前進 a, 如圖4所示。在翻倒過程中，立方體將繞其中一條棱（如A）轉(zhuǎn)動。僅在使其對角線AC轉(zhuǎn)到豎直過程中（以后，稍有一傾側(cè)，立方體會在重力作用下翻倒）這個過程中外力所做的功，就是使立方體的重心O升高所增加的重力勢能，所以外力做功為：W2=EP=mg(.因而推著物體勻速前進比翻倒前進相同距離所做的功多。（三）

6、課堂討論：1質(zhì)量為1kg的物體從靜止開始，經(jīng)過去時3S落地，落地時速度為10m/s ，若重力加速度 為g=10m/s2，則在此過程中：（ ）A物體的重力勢能減少了50J；B物體的動能增加了100J；C重力對物體做功150J;D物體克服阻力做功.2一彈性小球質(zhì)量為m,距地面高度為 h處以初速度V0豎直上拋，運動過程中所受空氣阻 力為f,與地面碰撞時，能量損失不計，則它最后停在地面上重力做功為多少？它在運動停 止前通過的總路程為多少？（四）課堂小結(jié)：1由于重力做功與路徑無關(guān)，只與始末兩點位置的高度差有關(guān)，因此，在計算重力做功就 不需要考慮過程，只看始末位置。這使重力功的計算變得簡便。2重力勢能的變

7、化只與重力做功有關(guān)，與其它外做功情況無關(guān)。因此在計算重力勢能的變 化時只看重力做功的多少即可。（五）課外作業(yè)：1用恒力F向上拉一物體，使其由地面處開始加速上升到某一高度。若考慮空氣阻力而不 考慮空氣浮力，則在此過程中 A力F所做的功減去克服阻力所做的功等于重力勢能的增量B物體克服重力所做的功等于重力勢能的增量C力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于重力勢能的增量D力F和阻力的合力所做的功等于物體機械能的增量。2一人將一質(zhì)量為m的物體舉高h并獲得速度，則：（ ）A合力對物體做功為mgh +mv2 ；B人對物體做功為mgh +mv2 ；C人對物體做功為mgh； D人對物體做功為mv2 。圖53如圖5，物體的質(zhì)量為m，置于水平地面上，其上表面豎直連著一根輕彈簧，彈簧的自 由長度為，倔強系數(shù)為，現(xiàn)將彈簧上端緩慢地豎直上提一段距離，使重物離開 地面，這時重物的重力勢能為（設地面的重力勢能為零）： mg(H)mg(H+mg