課件《重力勢能》完美課件

第八章機(jī)械能守恒定律2.重力勢能第八章機(jī)械能守恒定律自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨1.知道重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)。2.理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義式進(jìn)行計算。3.理解重力勢能的相對性。4.掌握重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。5.理解彈性勢能的概念,會分析決定彈性勢能大小的相關(guān)因素。課標(biāo)定位1.知道重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)。課標(biāo)定位1.理解重力勢能的概念,形成物理觀念。2.通過推導(dǎo)重力做功的表達(dá)式,學(xué)會從功和能的關(guān)系上理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系,體會科學(xué)思維方法。3.了解實(shí)際生活中的重力做功現(xiàn)象,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度。素養(yǎng)闡釋1.理解重力勢能的概念,形成物理觀念。素養(yǎng)闡釋

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)5一、重力做的功1.重力做功的特點(diǎn)(1)物體運(yùn)動時,重力對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)動的路徑無關(guān),跟物體初位置和末位置的高度差有關(guān)。(2)物體下降時重力做正功,物體被舉高時重力做負(fù)功。2.重力做功的表達(dá)式:WG=mgΔh=mg(h1-h2),其中h1、h2分別表示物體起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度。一、重力做的功3.某物體從一位置運(yùn)動到另一位置,重力是否一定做功?提示:不一定做功。判斷物體運(yùn)動過程中重力是否做功,主要是看運(yùn)動物體的初、末位置是否在同一高度上,若初、末位置在同一高度上,則重力不做功,若初、末位置不在同一高度上,則重力做功。3.某物體從一位置運(yùn)動到另一位置,重力是否一定做功?二、重力勢能1.大小:重力勢能等于物體受到的重力與所處高度的乘積,表達(dá)式為Ep=mgh。2.單位:在國際單位制中重力勢能的單位是焦耳,符號:J。二、重力勢能3.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系(1)關(guān)系式:WG=Ep1-Ep2。(2)兩種情況:①當(dāng)物體從高處運(yùn)動到低處時,重力做正功,重力勢能變小,即WG>0,Ep1>Ep2。②當(dāng)物體由低處運(yùn)動到高處時,重力做負(fù)功,重力勢能變大,即WG<0,Ep1<Ep2。3.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系三、重力勢能的相對性1.參考平面:物體的重力勢能總是相對于某一水平面來說的,這個水平面叫作參考平面。在參考平面上,物體的重力勢能取為0。2.重力勢能的相對性選擇不同的參考平面,物體重力勢能的數(shù)值是不同的。對選定的參考平面,上方物體的重力勢能是正值,下方物體的重力勢能是負(fù)值,負(fù)號表示物體在這個位置具有的重力勢能要比在參考平面上具有的重力勢能小。三、重力勢能的相對性四、彈性勢能1.發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于有彈力的相互作用,也具有勢能,這種勢能叫作彈性勢能。2.發(fā)生形變的物體不一定具有彈性勢能,只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢能。3.彈簧彈性勢能的大小與形變量和勁度系數(shù)兩個因素有關(guān)。四、彈性勢能從上式可以看出，當(dāng)物體(一般是粒子)的速度很大時，其運(yùn)動時的質(zhì)量明顯大于靜止時的質(zhì)量．(7)整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處．4．涉及最大高度的臨界問題①安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋．(2)放射性和放射性元素：物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．[師]請同學(xué)們繼續(xù)觀看學(xué)校田徑運(yùn)動會上100m決賽的盛況．(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等．若人船系統(tǒng)在全過程中動量守恒，則這一系統(tǒng)在全過程中的平均動量也守恒．如果系統(tǒng)由兩個物體組成，且相互作用前均靜止，相互作用后均發(fā)生運(yùn)動，則由m1v1＝－m2v2得m1x1＝－m2x2.該式的適用條件是：三、光的波粒二象性與物質(zhì)波導(dǎo)入新課：（7分鐘）④改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離l，重復(fù)測量．（3）分析與論證【思考討論】

1.判斷下列說法的正誤。(1)重力做功與位移有關(guān)。(

)(2)不同物體在同一高度,重力勢能可以不同。(

)(3)重力勢能的變化量與參考平面的選取無關(guān)。(

)(4)只要彈簧的形變量相同,彈性勢能就相同。(

)答案:(1)×

(2)√

(3)√

(4)×從上式可以看出，當(dāng)物體(一般是粒子)的速度很大時，其運(yùn)動時的2.三峽水電站大壩高185m,正常蓄水位175m。三峽水電站的機(jī)組布置在大壩的后側(cè),共安裝32臺單機(jī)容量為7×105kW的水電機(jī)組。想一想三峽大壩為何修建得那么高?提示:三峽大壩的一個重要功能是利用水的機(jī)械能發(fā)電,之所以將其修建得很高,是為了提高大壩的上下水位落差,使更多的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能。2.三峽水電站大壩高185m,正常蓄水位175m。三峽水3.滑雪運(yùn)動員從雪山高處高速滑下,運(yùn)動員的重力做了正功還是負(fù)功?其重力勢能增加了還是減少了?提示:運(yùn)動員從高處滑下,位移向下,重力做了正功,由于高度降低,其重力勢能減少。4.運(yùn)動員將箭射出,弓恢復(fù)原狀,此過程中弓的彈性勢能怎么變化?提示:弓的形變量逐漸變小,彈性勢能減少。3.滑雪運(yùn)動員從雪山高處高速滑下,運(yùn)動員的重力做了正功還是負(fù)

合作探究·釋疑解惑知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三合作探究·釋疑解惑知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三15知識點(diǎn)一對重力勢能的理解問題引領(lǐng)如圖所示,幼兒園小朋友們正在興高采烈地玩滑梯,請思考以下問題:(1)小朋友(視為質(zhì)點(diǎn))滑落到地面上時的重力勢能一定為零嗎?(2)小朋友從最高點(diǎn)滑落到地面的過程中,重力勢能是增加了還是減少了?知識點(diǎn)一對重力勢能的理解問題引領(lǐng)提示:(1)若選地面為參考平面,則小朋友滑落到地面上時的重力勢能為零;若選其他高度為參考平面,則小朋友滑落到地面上時的重力勢能就不為零。(2)根據(jù)重力勢能的表達(dá)式知,小朋友沿滑梯下滑時,高度變低,重力勢能減少。提示:(1)若選地面為參考平面,則小朋友滑落到地面上時的重力歸納提升1.重力勢能的性質(zhì)(1)重力勢能的相對性選取不同的水平面作為參考平面,其重力勢能具有不同的數(shù)值,即重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān)。(2)重力勢能變化的絕對性物體在兩個高度不同的位置時,由于高度差一定,重力勢能之差也是一定的,即物體的重力勢能的變化與參考平面的選取無關(guān)。歸納提升2.重力勢能的正負(fù)重力勢能是標(biāo)量,只有大小沒有方向,但有正負(fù),重力勢能的正負(fù)表示它比零勢能大還是比零勢能小。對于選定的參考平面,物體在參考平面上方時,重力勢能為正;在參考平面下方時,重力勢能為負(fù);在參考平面上時,重力勢能為零。正的重力勢能大于負(fù)的重力勢能。2.重力勢能的正負(fù)特別提醒(1)參考平面的選擇是任意的,在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)以解決問題方便為原則選擇參考平面。(2)如果在同一個問題中涉及多個物體的重力勢能,必須選取一個統(tǒng)一的參考平面。特別提醒典型例題【例題1】

關(guān)于重力勢能,下列說法正確的是(

)A.某個物體處于某個位置,重力勢能的大小是唯一確定的B.只要重力做功,重力勢能一定變化C.物體做勻速直線運(yùn)動時,重力勢能一定不變D.重力勢能為零的物體,不可能對別的物體做功典型例題解析:選取不同的參考平面,則同一位置的物體的重力勢能是不同的,故A錯誤;重力勢能的改變量等于重力做功的多少,故若重力做功,重力勢能一定發(fā)生變化,故B正確;物體若在豎直方向做勻速直線運(yùn)動,物體的高度變化,重力勢能也會發(fā)生變化,故C錯誤;重力勢能的大小是由相對于參考平面的高度決定的,重力勢能為零只能說明物體處于參考平面上,它對下方的物體同樣可以做功,故D錯誤。答案:B解析:選取不同的參考平面,則同一位置的物體的重力勢能是不同的觀念養(yǎng)成重力是因地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的,如果沒有地球?qū)ξ矬w的吸引,就不會有重力,也不存在重力勢能,所以重力勢能是這個系統(tǒng)共同具有的,平時所說的“物體”的重力勢能只是一種簡化的說法。觀念養(yǎng)成【變式訓(xùn)練1】

下列說法正確的是(

)A.在水平地面以上某高度的物體重力勢能一定為正值B.質(zhì)量大的物體重力勢能一定大C.不同的物體中離地面最高的物體其重力勢能最大D.離地面有一定高度的物體其重力勢能可能為零【變式訓(xùn)練1】下列說法正確的是()從上式可以看出，當(dāng)物體(一般是粒子)的速度很大時，其運(yùn)動時的質(zhì)量明顯大于靜止時的質(zhì)量．4．核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化．1．電磁波的發(fā)射一、引入新課12m1v21＝12m1v′21＋12m2v′22②[師]在一片歡呼聲中，100m決賽的冠軍產(chǎn)生了．同樣是跑100m的運(yùn)動員，如何比較他們運(yùn)動的快慢呢?1．滑塊與小車的臨界問題2．電磁波的接收[師]請同學(xué)們分別計算他們在1s內(nèi)的路程．4．氫原子的能級、能級公式學(xué)生演算、教師巡視．三、天然放射現(xiàn)象、原子核的組成13．(8分)有一星球的密度與地球的密度相同，但它表面處的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，則該星球的質(zhì)量將是地球質(zhì)量的多少倍？解析:重力勢能具有相對性,其大小或正負(fù)與參考平面的選取有關(guān),所以在地面以上某高度的物體的重力勢能不一定為正值,A項錯誤。若選取離地面某高度處為參考平面,物體在此高度處的重力勢能為零,D項正確。重力勢能的大小與物體質(zhì)量和所在的高度有關(guān),B、C項錯誤。答案:D從上式可以看出，當(dāng)物體(一般是粒子)的速度很大時，其運(yùn)動時的知識點(diǎn)二重力做功與重力勢能變化的關(guān)系問題引領(lǐng)位于南昌的摩天輪——南昌之星高度達(dá)到160m,一個50kg的乘客(視為質(zhì)點(diǎn))從地面乘坐該摩天輪到達(dá)最高點(diǎn),g取10m/s2。(1)乘客重力做功為多少?(2)乘客的重力勢能變化了多少?(3)由(1)、(2)可知,重力做功與重力勢能的變化有什么關(guān)系?知識點(diǎn)二重力做功與重力勢能變化的關(guān)系問題引領(lǐng)提示:(1)重力做的功為WG=-mgh=-50×10×160

J=-8×104

J。(2)乘客的重力勢能變化了ΔEp=-WG=8×104

J,即乘客的重力勢能增加了8×104

J。(3)物體克服重力做多少功,重力勢能就增加多少。提示:(1)重力做的功為WG=-mgh=-50×10×160歸納提升1.重力做功與重力勢能的比較歸納提升課件《重力勢能》完美課件2.重力做功與重力勢能變化關(guān)系的理解(1)無論物體是否受其他力的作用,無論物體做何種運(yùn)動,關(guān)系式WG=-ΔEp總是成立的。(2)利用關(guān)系式WG=-ΔEp,可由重力做功的正負(fù)及大小判斷重力勢能的增減及大小,反之也可以由重力勢能的增減及大小判斷重力做功的正負(fù)及大小。2.重力做功與重力勢能變化關(guān)系的理解畫龍點(diǎn)睛重力做功是重力勢能變化的原因,重力做的功等于重力勢能的變化量的負(fù)值,重力做的功和重力勢能的變化量均與參考平面的選擇無關(guān)。畫龍點(diǎn)睛典型例題【例題2】

在離地面80m處無初速度地釋放一小球,小球質(zhì)量為m=200g,不計空氣阻力,g取10m/s2,取釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面。求:(1)在第2s末小球的重力勢能;(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢能的變化。典型例題解析:(1)以釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面,在第2

s末小球所處的高度為重力勢能Ep=mgh=200×10-3×10×(-20)

J=-40

JEp<0,說明小球在參考平面的下方。解析:(1)以釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面,在第2s末小球所(2)在第3

s末小球所處的高度為

第3

s內(nèi)重力做的功為W=mg(h-h')=200×10-3×10×(-20+45)

J=50

J由重力做功與重力勢能改變的關(guān)系可知,小球的重力勢能減少了50

J。答案:(1)-40J(2)50J,小球的重力勢能減少了50J(2)在第3s末小球所處的高度為第3s內(nèi)重力做的功為②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等．[生]第一步：數(shù)值和單位分離；第二步：等量代換；第三步：進(jìn)行計算．(1)用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颍甗生]也可以將m／s換算成km／h．[生]蝸牛爬行最慢，光速最快．因?yàn)槲伵Ｅ佬械乃俣茸钚?，光的速度最大．比較(2)、(3)結(jié)果可以看出，水對箱底的壓力并不等于水的總重力。m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2或Δp1＝－Δp2.(2)物質(zhì)波：任何一個運(yùn)動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝hp，p為運(yùn)動物體的動量，h為普朗克常量．(1)兩種衰變的比較4．核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化．教學(xué)方法：4.應(yīng)用動量定理解題的一般步驟科學(xué)思維1.在計算重力勢能時,應(yīng)該明確選取的參考平面。2.選擇哪個水平面作為參考平面,可視研究問題的方便而定,通常選擇地面作為參考平面或物體運(yùn)動時所能達(dá)到的最低點(diǎn)為參考平面。②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大科學(xué)思維【變式訓(xùn)練2】

如圖所示,質(zhì)量為m的物體從桌面邊緣豎直向上拋出,桌面比地面高h(yuǎn)2,物體到達(dá)的最高點(diǎn)距桌面高為h1,若以桌面為參考平面,則物體落地時的重力勢能Ep和整個過程中重力所做的功WG為(

)A.0

mgh1B.-mgh2

mgh2C.-mgh2

mg(h2+h1)D.mgh1

mg(h2+2h1)【變式訓(xùn)練2】如圖所示,質(zhì)量為m的物體從桌面邊緣豎直向上拋解析:取桌面為參考平面,物體落地時的重力勢能為-mgh2,重力做功與路徑無關(guān),只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),則WG=mgh2,所以B項正確。答案:B解析:取桌面為參考平面,物體落地時的重力勢能為-mgh2,重知識點(diǎn)三對彈性勢能的理解問題引領(lǐng)如圖所示,撐竿跳是運(yùn)動會上常見的比賽項目,用于撐起運(yùn)動員的竿要求其具有很好的彈性,請思考:在什么時候撐竿的彈性勢能最大?提示:撐竿形變量最大時,彈性勢能最大,故運(yùn)動員撐竿觸地后上升到最高點(diǎn)之前某時刻,撐竿彈性勢能最大。知識點(diǎn)三對彈性勢能的理解問題引領(lǐng)歸納提升1.當(dāng)彈簧的形變量為零時,它的彈性勢能為零,彈簧被拉長或被壓縮后,都具有彈性勢能。2.影響彈性勢能的因素(從彈力做功的角度考慮):①彈簧的形變量(拉伸或壓縮的變化量),因?yàn)樾巫兞吭酱?用力越大,做功越多;②彈簧的勁度系數(shù)k,拉伸相同的長度,不同彈簧的“軟硬”不一樣,做功不一樣。3.彈力做正功,彈性勢能減少,彈力做負(fù)功,彈性勢能增加,彈性勢能的變化量總等于彈力做功的負(fù)值。歸納提升典型例題【例題3】

關(guān)于彈性勢能,下列說法正確的是(

)A.當(dāng)彈簧變長時,它的彈性勢能一定增加B.當(dāng)彈簧變短時,它的彈性勢能一定減少C.在拉伸長度相同時,勁度系數(shù)k越大的彈簧,它的彈性勢能越大D.彈簧的形變量越大,它的勁度系數(shù)k值越大典型例題解析:當(dāng)彈簧被壓縮時,若彈簧變長,則彈性勢能可能減少;若彈簧變短,則彈性勢能增加,A、B都錯誤。在拉伸長度相同時,勁度系數(shù)k越大的彈簧,它的彈性勢能越大,C正確;勁度系數(shù)k是由彈簧本身的因素決定的,和形變量沒關(guān)系,D錯誤。答案:C誤區(qū)警示1.提到彈性勢能,不要僅僅想到彈簧的彈性勢能,實(shí)際上所有發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能。2.彈性勢能具有相對性,但其變化量具有絕對性,因此,在判斷彈性勢能的變化時不必考慮零勢能的位置。解析:當(dāng)彈簧被壓縮時,若彈簧變長,則彈性勢能可能減少;若彈簧【變式訓(xùn)練3】

如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一端固定在墻上,在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)撤去F后,物體將向右運(yùn)動,在物體向右運(yùn)動的過程中,下列說法正確的是(

)A.彈簧的彈性勢能逐漸減少B.彈簧的彈性勢能逐漸增加C.彈簧的彈性勢能先增加再減少D.彈簧的彈性勢能先減少再增加【變式訓(xùn)練3】如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連解析:當(dāng)力F作用在物體上時,彈簧處于壓縮狀態(tài),具有彈性勢能,當(dāng)撤去力F后,物體向右運(yùn)動。隨著物體向右運(yùn)動,彈簧的壓縮量逐漸減小,彈性勢能減少,當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時,彈性勢能為零,但物體的運(yùn)動速度仍然向右,繼續(xù)向右運(yùn)動,彈簧被拉長,彈性勢能增加,所以選項D正確。答案:D解析:當(dāng)力F作用在物體上時,彈簧處于壓縮狀態(tài),具有彈性勢能,課堂小結(jié)課堂小結(jié)44課件《重力勢能》完美課件隨

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習(xí)隨堂練習(xí)461.(重力勢能的理解)下列關(guān)于物體具有的重力勢能的說法,正確的是(

)A.重力大的物體,重力勢能一定大B.慣性大的物體,重力勢能一定大C.海拔越高的物體,重力勢能一定大D.靜止的物體也可能有重力勢能1.(重力勢能的理解)下列關(guān)于物體具有的重力勢能的說法,正確解析:重力勢能的大小是相對的,與參考平面的選取有關(guān),在參考平面確定的情況下,重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和相對于參考平面的高度有關(guān),選項A、B、C錯誤,選項D正確。答案:D解析:重力勢能的大小是相對的,與參考平面的選取有關(guān),在參考平2.(重力做功的計算)利用超導(dǎo)材料和現(xiàn)代科技可以實(shí)現(xiàn)磁懸浮。若磁懸浮列車的質(zhì)量為20t,因磁場間的相互作用,列車浮起的高度為100mm,g取10m/s2,則該過程中磁懸浮列車克服重力做功是(

)A.20J B.200JC.2.0×107

J D.2.0×104J2.(重力做功的計算)利用超導(dǎo)材料和現(xiàn)代科技可以實(shí)現(xiàn)磁懸浮。解析:重力做功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與物重跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2兩者之差,WG=mgh1-mgh2=-20

000×10×0.1

J=-2.0×104

J,所以列車克服重力做功2.0×104

J,故D正確。答案:D解析:重力做功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與物重跟3.(彈性勢能的理解)如圖所示,將彈簧拉力器用力拉開的過程中,彈簧的彈力和彈性勢能的變化情況是(

)A.彈力變大,彈性勢能變小B.彈力變小,彈性勢能變大C.彈力和彈性勢能都變小D.彈力和彈性勢能都變大解析:將彈簧拉力器用力拉開的過程中,彈簧的伸長量變大,彈簧的彈力變大,彈性勢能變大。故A、B、C錯誤,D正確。答案:D3.(彈性勢能的理解)如圖所示,將彈簧拉力器用力拉開的過程中4.(重力做功與重力勢能的變化)某撐竿跳高運(yùn)動員身高1.83m,體重82kg,在某次撐竿跳高比賽中跳過6.14m。g取10m/s2。請你回答以下兩個問題:(1)他最后跳過6.14m時,至少克服重力做多少功?(2)他的重力勢能改變了多少?4.(重力做功與重力勢能的變化)某撐竿跳高運(yùn)動員身高1.83解析:人的重心大約在人身高的一半的位置,即起跳時重心高為0.915

m,在撐竿跳的過程中,人的重心升高的高度為h=6.14

m-0.915

m=5.225

m,在人重心升高的過程中,克服重力所做的功為W=mgh=82×10×5.225

J=4

284.5

J;運(yùn)動員克服重力做了功,運(yùn)動員的重力勢能增加了4

284.5

J。答案:(1)4284.5J

(2)4284.5J解析:人的重心大約在人身高的一半的位置,即起跳時重心高為0.第八章機(jī)械能守恒定律2.重力勢能第八章機(jī)械能守恒定律自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨1.知道重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)。2.理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義式進(jìn)行計算。3.理解重力勢能的相對性。4.掌握重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。5.理解彈性勢能的概念,會分析決定彈性勢能大小的相關(guān)因素。課標(biāo)定位1.知道重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)。課標(biāo)定位1.理解重力勢能的概念,形成物理觀念。2.通過推導(dǎo)重力做功的表達(dá)式,學(xué)會從功和能的關(guān)系上理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系,體會科學(xué)思維方法。3.了解實(shí)際生活中的重力做功現(xiàn)象,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度。素養(yǎng)闡釋1.理解重力勢能的概念,形成物理觀念。素養(yǎng)闡釋

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)58一、重力做的功1.重力做功的特點(diǎn)(1)物體運(yùn)動時,重力對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)動的路徑無關(guān),跟物體初位置和末位置的高度差有關(guān)。(2)物體下降時重力做正功,物體被舉高時重力做負(fù)功。2.重力做功的表達(dá)式:WG=mgΔh=mg(h1-h2),其中h1、h2分別表示物體起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度。一、重力做的功3.某物體從一位置運(yùn)動到另一位置,重力是否一定做功?提示:不一定做功。判斷物體運(yùn)動過程中重力是否做功,主要是看運(yùn)動物體的初、末位置是否在同一高度上,若初、末位置在同一高度上,則重力不做功,若初、末位置不在同一高度上,則重力做功。3.某物體從一位置運(yùn)動到另一位置,重力是否一定做功?二、重力勢能1.大小:重力勢能等于物體受到的重力與所處高度的乘積,表達(dá)式為Ep=mgh。2.單位:在國際單位制中重力勢能的單位是焦耳,符號:J。二、重力勢能3.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系(1)關(guān)系式:WG=Ep1-Ep2。(2)兩種情況:①當(dāng)物體從高處運(yùn)動到低處時,重力做正功,重力勢能變小,即WG>0,Ep1>Ep2。②當(dāng)物體由低處運(yùn)動到高處時,重力做負(fù)功,重力勢能變大,即WG<0,Ep1<Ep2。3.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系三、重力勢能的相對性1.參考平面:物體的重力勢能總是相對于某一水平面來說的,這個水平面叫作參考平面。在參考平面上,物體的重力勢能取為0。2.重力勢能的相對性選擇不同的參考平面,物體重力勢能的數(shù)值是不同的。對選定的參考平面,上方物體的重力勢能是正值,下方物體的重力勢能是負(fù)值,負(fù)號表示物體在這個位置具有的重力勢能要比在參考平面上具有的重力勢能小。三、重力勢能的相對性四、彈性勢能1.發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于有彈力的相互作用,也具有勢能,這種勢能叫作彈性勢能。2.發(fā)生形變的物體不一定具有彈性勢能,只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢能。3.彈簧彈性勢能的大小與形變量和勁度系數(shù)兩個因素有關(guān)。四、彈性勢能從上式可以看出，當(dāng)物體(一般是粒子)的速度很大時，其運(yùn)動時的質(zhì)量明顯大于靜止時的質(zhì)量．(7)整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處．4．涉及最大高度的臨界問題①安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋．(2)放射性和放射性元素：物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．[師]請同學(xué)們繼續(xù)觀看學(xué)校田徑運(yùn)動會上100m決賽的盛況．(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等．若人船系統(tǒng)在全過程中動量守恒，則這一系統(tǒng)在全過程中的平均動量也守恒．如果系統(tǒng)由兩個物體組成，且相互作用前均靜止，相互作用后均發(fā)生運(yùn)動，則由m1v1＝－m2v2得m1x1＝－m2x2.該式的適用條件是：三、光的波粒二象性與物質(zhì)波導(dǎo)入新課：（7分鐘）④改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離l，重復(fù)測量．（3）分析與論證【思考討論】

1.判斷下列說法的正誤。(1)重力做功與位移有關(guān)。(

)(2)不同物體在同一高度,重力勢能可以不同。(

)(3)重力勢能的變化量與參考平面的選取無關(guān)。(

)(4)只要彈簧的形變量相同,彈性勢能就相同。(

)答案:(1)×

(2)√

(3)√

(4)×從上式可以看出，當(dāng)物體(一般是粒子)的速度很大時，其運(yùn)動時的2.三峽水電站大壩高185m,正常蓄水位175m。三峽水電站的機(jī)組布置在大壩的后側(cè),共安裝32臺單機(jī)容量為7×105kW的水電機(jī)組。想一想三峽大壩為何修建得那么高?提示:三峽大壩的一個重要功能是利用水的機(jī)械能發(fā)電,之所以將其修建得很高,是為了提高大壩的上下水位落差,使更多的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能。2.三峽水電站大壩高185m,正常蓄水位175m。三峽水3.滑雪運(yùn)動員從雪山高處高速滑下,運(yùn)動員的重力做了正功還是負(fù)功?其重力勢能增加了還是減少了?提示:運(yùn)動員從高處滑下,位移向下,重力做了正功,由于高度降低,其重力勢能減少。4.運(yùn)動員將箭射出,弓恢復(fù)原狀,此過程中弓的彈性勢能怎么變化?提示:弓的形變量逐漸變小,彈性勢能減少。3.滑雪運(yùn)動員從雪山高處高速滑下,運(yùn)動員的重力做了正功還是負(fù)

合作探究·釋疑解惑知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三合作探究·釋疑解惑知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三68知識點(diǎn)一對重力勢能的理解問題引領(lǐng)如圖所示,幼兒園小朋友們正在興高采烈地玩滑梯,請思考以下問題:(1)小朋友(視為質(zhì)點(diǎn))滑落到地面上時的重力勢能一定為零嗎?(2)小朋友從最高點(diǎn)滑落到地面的過程中,重力勢能是增加了還是減少了?知識點(diǎn)一對重力勢能的理解問題引領(lǐng)提示:(1)若選地面為參考平面,則小朋友滑落到地面上時的重力勢能為零;若選其他高度為參考平面,則小朋友滑落到地面上時的重力勢能就不為零。(2)根據(jù)重力勢能的表達(dá)式知,小朋友沿滑梯下滑時,高度變低,重力勢能減少。提示:(1)若選地面為參考平面,則小朋友滑落到地面上時的重力歸納提升1.重力勢能的性質(zhì)(1)重力勢能的相對性選取不同的水平面作為參考平面,其重力勢能具有不同的數(shù)值,即重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān)。(2)重力勢能變化的絕對性物體在兩個高度不同的位置時,由于高度差一定,重力勢能之差也是一定的,即物體的重力勢能的變化與參考平面的選取無關(guān)。歸納提升2.重力勢能的正負(fù)重力勢能是標(biāo)量,只有大小沒有方向,但有正負(fù),重力勢能的正負(fù)表示它比零勢能大還是比零勢能小。對于選定的參考平面,物體在參考平面上方時,重力勢能為正;在參考平面下方時,重力勢能為負(fù);在參考平面上時,重力勢能為零。正的重力勢能大于負(fù)的重力勢能。2.重力勢能的正負(fù)特別提醒(1)參考平面的選擇是任意的,在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)以解決問題方便為原則選擇參考平面。(2)如果在同一個問題中涉及多個物體的重力勢能,必須選取一個統(tǒng)一的參考平面。特別提醒典型例題【例題1】

關(guān)于重力勢能,下列說法正確的是(

)A.某個物體處于某個位置,重力勢能的大小是唯一確定的B.只要重力做功,重力勢能一定變化C.物體做勻速直線運(yùn)動時,重力勢能一定不變D.重力勢能為零的物體,不可能對別的物體做功典型例題解析:選取不同的參考平面,則同一位置的物體的重力勢能是不同的,故A錯誤;重力勢能的改變量等于重力做功的多少,故若重力做功,重力勢能一定發(fā)生變化,故B正確;物體若在豎直方向做勻速直線運(yùn)動,物體的高度變化,重力勢能也會發(fā)生變化,故C錯誤;重力勢能的大小是由相對于參考平面的高度決定的,重力勢能為零只能說明物體處于參考平面上,它對下方的物體同樣可以做功,故D錯誤。答案:B解析:選取不同的參考平面,則同一位置的物體的重力勢能是不同的觀念養(yǎng)成重力是因地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的,如果沒有地球?qū)ξ矬w的吸引,就不會有重力,也不存在重力勢能,所以重力勢能是這個系統(tǒng)共同具有的,平時所說的“物體”的重力勢能只是一種簡化的說法。觀念養(yǎng)成【變式訓(xùn)練1】

下列說法正確的是(

)A.在水平地面以上某高度的物體重力勢能一定為正值B.質(zhì)量大的物體重力勢能一定大C.不同的物體中離地面最高的物體其重力勢能最大D.離地面有一定高度的物體其重力勢能可能為零【變式訓(xùn)練1】下列說法正確的是()從上式可以看出，當(dāng)物體(一般是粒子)的速度很大時，其運(yùn)動時的質(zhì)量明顯大于靜止時的質(zhì)量．4．核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化．1．電磁波的發(fā)射一、引入新課12m1v21＝12m1v′21＋12m2v′22②[師]在一片歡呼聲中，100m決賽的冠軍產(chǎn)生了．同樣是跑100m的運(yùn)動員，如何比較他們運(yùn)動的快慢呢?1．滑塊與小車的臨界問題2．電磁波的接收[師]請同學(xué)們分別計算他們在1s內(nèi)的路程．4．氫原子的能級、能級公式學(xué)生演算、教師巡視．三、天然放射現(xiàn)象、原子核的組成13．(8分)有一星球的密度與地球的密度相同，但它表面處的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，則該星球的質(zhì)量將是地球質(zhì)量的多少倍？解析:重力勢能具有相對性,其大小或正負(fù)與參考平面的選取有關(guān),所以在地面以上某高度的物體的重力勢能不一定為正值,A項錯誤。若選取離地面某高度處為參考平面,物體在此高度處的重力勢能為零,D項正確。重力勢能的大小與物體質(zhì)量和所在的高度有關(guān),B、C項錯誤。答案:D從上式可以看出，當(dāng)物體(一般是粒子)的速度很大時，其運(yùn)動時的知識點(diǎn)二重力做功與重力勢能變化的關(guān)系問題引領(lǐng)位于南昌的摩天輪——南昌之星高度達(dá)到160m,一個50kg的乘客(視為質(zhì)點(diǎn))從地面乘坐該摩天輪到達(dá)最高點(diǎn),g取10m/s2。(1)乘客重力做功為多少?(2)乘客的重力勢能變化了多少?(3)由(1)、(2)可知,重力做功與重力勢能的變化有什么關(guān)系?知識點(diǎn)二重力做功與重力勢能變化的關(guān)系問題引領(lǐng)提示:(1)重力做的功為WG=-mgh=-50×10×160

J=-8×104

J。(2)乘客的重力勢能變化了ΔEp=-WG=8×104

J,即乘客的重力勢能增加了8×104

J。(3)物體克服重力做多少功,重力勢能就增加多少。提示:(1)重力做的功為WG=-mgh=-50×10×160歸納提升1.重力做功與重力勢能的比較歸納提升課件《重力勢能》完美課件2.重力做功與重力勢能變化關(guān)系的理解(1)無論物體是否受其他力的作用,無論物體做何種運(yùn)動,關(guān)系式WG=-ΔEp總是成立的。(2)利用關(guān)系式WG=-ΔEp,可由重力做功的正負(fù)及大小判斷重力勢能的增減及大小,反之也可以由重力勢能的增減及大小判斷重力做功的正負(fù)及大小。2.重力做功與重力勢能變化關(guān)系的理解畫龍點(diǎn)睛重力做功是重力勢能變化的原因,重力做的功等于重力勢能的變化量的負(fù)值,重力做的功和重力勢能的變化量均與參考平面的選擇無關(guān)。畫龍點(diǎn)睛典型例題【例題2】

在離地面80m處無初速度地釋放一小球,小球質(zhì)量為m=200g,不計空氣阻力,g取10m/s2,取釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面。求:(1)在第2s末小球的重力勢能;(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢能的變化。典型例題解析:(1)以釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面,在第2

s末小球所處的高度為重力勢能Ep=mgh=200×10-3×10×(-20)

J=-40

JEp<0,說明小球在參考平面的下方。解析:(1)以釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面,在第2s末小球所(2)在第3

s末小球所處的高度為

第3

s內(nèi)重力做的功為W=mg(h-h')=200×10-3×10×(-20+45)

J=50

J由重力做功與重力勢能改變的關(guān)系可知,小球的重力勢能減少了50

J。答案:(1)-40J(2)50J,小球的重力勢能減少了50J(2)在第3s末小球所處的高度為第3s內(nèi)重力做的功為②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等．[生]第一步：數(shù)值和單位分離；第二步：等量代換；第三步：進(jìn)行計算．(1)用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颍甗生]也可以將m／s換算成km／h．[生]蝸牛爬行最慢，光速最快．因?yàn)槲伵Ｅ佬械乃俣茸钚。獾乃俣茸畲螅容^(2)、(3)結(jié)果可以看出，水對箱底的壓力并不等于水的總重力。m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2或Δp1＝－Δp2.(2)物質(zhì)波：任何一個運(yùn)動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝hp，p為運(yùn)動物體的動量，h為普朗克常量．(1)兩種衰變的比較4．核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化．教學(xué)方法：4.應(yīng)用動量定理解題的一般步驟科學(xué)思維1.在計算重力勢能時,應(yīng)該明確選取的參考平面。2.選擇哪個水平面作為參考平面,可視研究問題的方便而定,通常選擇地面作為參考平面或物體運(yùn)動時所能達(dá)到的最低點(diǎn)為參考平面。②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大科學(xué)思維【變式訓(xùn)練2】

如圖所示,質(zhì)量為m的物體從桌面邊緣豎直向上拋出,桌面比地面高h(yuǎn)2,物體到達(dá)的最高點(diǎn)距桌面高為h1,若以桌面為參考平面,則物體落地時的重力勢能Ep和整個過程中重力所做的功WG為(

)A.0

mgh1B.-mgh2

mgh2C.-mgh2

mg(h2+h1)D.mgh1

mg(h2+2h1)【變式訓(xùn)練2】如圖所示,質(zhì)量為m的物體從桌面邊緣豎直向上拋解析:取桌面為參考平面,物體落地時的重力勢能為-mgh2,重力做功與路徑無關(guān),只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),則WG=mgh2,所以B項正確。答案:B解析:取桌面為參考平面,物體落地時的重力勢能為-mgh2,重知識點(diǎn)三對彈性勢能的理解問題引領(lǐng)如圖所示,撐竿跳是運(yùn)動會上常見的比賽項目,用于撐起運(yùn)動員的竿要求其具有很好的彈性,請思考:在什么時候撐竿的彈性勢能最大?提示:撐竿形變量最大時,彈性勢能最大,故運(yùn)動員撐竿觸地后上升到最高點(diǎn)之前某時刻,撐竿彈性勢能最大。知識點(diǎn)三對彈性勢能的理解問題引領(lǐng)歸納提升1.當(dāng)彈簧的形變量為零時,它的彈性勢能為零,彈簧被拉長或被壓縮后,都具有彈性勢能。2.影響彈性勢能的因素(從彈力做功的角度考慮):①彈簧的形變量(拉伸或壓縮的變化量),因?yàn)樾巫兞吭酱?用力越大,做功越多;②彈簧的勁度系數(shù)k,拉伸相同的長度,不同彈簧的“軟硬”不一樣,做功不一樣。3.彈力做正功,彈性勢能減少,彈力做負(fù)功,彈性勢能增加,彈性勢能的變化量總等于彈力做功的負(fù)值。歸納提升典型例題【例題3】

關(guān)于彈性勢能,下列說法正確的是(

)A.當(dāng)彈簧變長時,它的彈性勢能一定增加B.當(dāng)彈簧變短時,它的彈性勢能一定減少C.在拉伸長度相同時,勁度系數(shù)k越大的彈簧,它的彈性勢能越大D.彈簧的形變量越大,它的勁度系數(shù)k值越大典型例題解析:當(dāng)彈簧被壓縮時,若彈簧變長,則彈性勢能可能減少;若彈簧變短,則彈性勢能增加,A、B都錯誤。在拉伸長度相同時,勁度系數(shù)k越大的彈簧,它的彈性勢能越大,C正確;勁度系數(shù)k是由彈簧本身的因素決定的,和形變量沒關(guān)系,D錯誤。答案:C誤區(qū)警示1.提到彈性勢能,不要僅僅想到彈簧的彈性勢能,實(shí)際上所有發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能。2.彈性勢能具有相對性,但其變化量具有絕對性,因此,在判斷彈性勢能的變化時不必考慮零勢能的位置。解析:當(dāng)彈簧被壓縮時,若彈簧變長,則彈性勢能可能減少;若彈簧【變式訓(xùn)練3】

如圖所示,在光滑水