2010年高一物理学科“重力势能”问题导学案 新人教版必修2.docVIP

2010年高一年级物理学科“重力势能”问题导学案 高一年级物理学科“问题导学案” 【课题】：重力势能 【课型】问题生成解决拓展课 【学习目标】 1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算． 2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关． 3．知道重力势能的相对性． 【重点】重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系 【难点】重力势能的系统性、相对性，正负的含义 【自主导学】 +5J、-6J谁更多呢？ 1、物体由于 而具有的能量叫做重力势能，表达式EP= 。重力势能是 量，有正负之分。重力势能具有相对性，与参考面选择有关，式中的h是指物体重心到 的高度。通常选择 作为参考面，也可以选物体系中的最低点为重力势能零点，这样可以避免出现负势能问题。 2、重力做功的特点是 。重力做正功，物体的重力势能 ，重力做负功（也称物体克服重力做正功）时，物体的重力势能 。用公式表示可写成 。 3、势能也叫 ，是由 决定的，因而重力势能是物体和地球组成的系统共有的。 【例题解析】 例1 在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v0分别上抛、平抛、下抛，那么以下说法正确的是( ) A、从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等 B、从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等 C、三个球落地时，重力的瞬时功率相同 D、如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力势能变化不相等 拓展 竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于小球的速度( ) A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B、上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功 C、上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率 D、上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率 例2 如图所示，粗细均匀的U形管内装有总质量为m、总长度为3h的同种液体，开始时两边液面的高度差是h,管底阀门T处于关闭状态，现将阀门打开，当两管液面相等时，液体的重力势能变化了多少？ 拓展本题利用了等效原理，即认为整体中只有局部液体的重心发生了变化，可以使问题简化。 某海湾共占面积1.0×107m2，涨潮时平均水深20m，此时关上水坝闸门，可使水位保持20m不变。退潮时，坝外水位降至18m，（如图所示），利用此水坝建立一座水力发电站，重力势能转化为电能的效率为10%，每天有两次涨潮，该电站每天能发出多少电能？ 【夯实基础】 ⒈关于重力势能的下列说法中正确的是（ ） A．重力势能的大小只由重物本身决定 B．重力势能恒大于零 C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D．重力势能实际上是物体和地球所共有的 2．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（ ） A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加 B. 在同一高度，将物体以初速度V0向不同的方向抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等 C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和 ⒊一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（ ） A．铁块的重力势能大于木块的重力势能 B铁块的重力势能等于木块的重力势能 C．铁块的重力势能小于木块的重力势能 D．上述三种情况都有可能 4.离地面高度(不为零)相同的两物体甲和已，已知M甲M已，则(以地面为零势面) （ ） A甲物体的势能大 B已物体的势能大 C甲.已两物体的势能相等 D 不能判断 5.用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（ ） A MgH B HgH+Mga C M(g-a) D Mga 【知能提升】 1、下列关于重力势能的说法中正确的是( ) A、重力势能是物体和地球所共有的 B、重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其它力做功多少无关 C、重力势能是矢量，在地球表面以下为负 D、重力势能的增量等于重力对物体做的功 2、关于重力做功和物体重力势能的变化，下列说法中正确的是( ) A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少 B、当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加 C、重力做功的多少与参考平面的选取无关 D、重力势能的变化量与参考平面的选取有关 3、如图所示