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学习目标学习目标理解重力势能的概念，会用重力势能理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算的定义式进行计算理解重力势能的变化和重力做功的关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系，知道重力做功与路径无关知道重力势能的相对性和系统性知道重力势能的相对性和系统性水力发电站为什么要修那么高的大坝？水力发电站为什么要修那么高的大坝？水电站探究问题一探究问题一:重力做功的特点重力做功的特点情景：质量为情景：质量为m的物体从高的物体从高h1处处沿不同路径下滑沿不同路径下滑至至h2处。处。h1 hh2L思考思考1 1：沿路：沿路径径1 1运动至底运动至底端时，重力做端时，重力做了多少功？若了多少功？若沿路径沿路径2 2呢？呢？12物体竖直下落物体竖直下落物体沿斜线运动物体沿斜线运动4情景：质量为情景：质量为m的物体从高的物体从高h1处处沿不同路径下滑沿不同路径下滑至至h2处。处。h1 hh2L思考思考2 2：若让：若让物体沿路径物体沿路径3 3运动呢？运动呢？123物体沿曲线运动物体沿曲线运动7思考与讨论思考与讨论：通过刚才的计算，你能总结重力：通过刚才的计算，你能总结重力做功的特点吗？做功的特点吗？9结论结论：重力做功与路径无关，：重力做功与路径无关，只跟初末位置的高度差有关。只跟初末位置的高度差有关。h为初末位置为初末位置的高度差的高度差1 1、让一质量为、让一质量为m m的小球自由下落高度的小球自由下落高度h,h,重重力做多少功？用手托着它匀速下落高度力做多少功？用手托着它匀速下落高度h h，重力做了多少功？通过这个例子你对功，重力做了多少功？通过这个例子你对功又有什么新的认识？又有什么新的认识？2 2、自由下落过程中，小球受几个力？、自由下落过程中，小球受几个力？匀速下落过程呢？手的支持力做功吗？匀速下落过程呢？手的支持力做功吗？重力对小球做功变了吗？你对重力做功重力对小球做功变了吗？你对重力做功的特点有什么新的认识？的特点有什么新的认识？11探究二：重力势能探究二：重力势能用小球做如下试验用小球做如下试验 1、同一小球从不同高度下落到自己手上，、同一小球从不同高度下落到自己手上，感觉感觉 2、不同质量的小球从同一高度下落到自、不同质量的小球从同一高度下落到自己手上，感觉己手上，感觉 探究得到的结论：探究得到的结论：与高度有关与高度有关 与质量有关与质量有关 121、表达式：、表达式：。2、单位、单位 ，是，是 量（量（“标标”或或“矢矢”），是），是 量量（“过程过程”或或“状态状态”）。3、重力做功和重力势能的关系、重力做功和重力势能的关系式式 。焦耳（焦耳（J J）标标状态状态141、物体下降时，重力做正功还是负功？重力势能如何变化？、物体下降时，重力做正功还是负功？重力势能如何变化？2、物体上升时，重力做正功还是负功？重力势能如何变化？、物体上升时，重力做正功还是负功？重力势能如何变化？思考与讨论思考与讨论3、如果物体克服重力做功、如果物体克服重力做功10焦耳，它的重力势能要发生焦耳，它的重力势能要发生怎么的变化？若重力做功怎么的变化？若重力做功20焦耳呢？焦耳呢？4、如果一个力拉着物体在水平面上做加速运动，它的重、如果一个力拉着物体在水平面上做加速运动，它的重力势能如何变化？力势能如何变化？探究三：重力势能的相对性探究三：重力势能的相对性 为到参考平为到参考平面的高度面的高度16情景：牛顿观察到一个质量情景：牛顿观察到一个质量m=1kgm=1kg的的苹果从苹果从A A到到B B整个下落过程，各距离整个下落过程，各距离如图所示如图所示思考思考1 1：以桌面为参考平面，苹：以桌面为参考平面，苹果在果在A A位置的重力势能是多少？位置的重力势能是多少？若以地面为参考面呢？若以地面为参考面呢？思考思考2 2：若以桌面为参考平：若以桌面为参考平面，苹果在桌面上、面，苹果在桌面上、B B位置位置的重力势能分别是多少？的重力势能分别是多少？你对重力势能的相对性你对重力势能的相对性有何认识？有何认识？10J 30J0J 20J 需要先选定参考平面需要先选定参考平面物体在参考平面以上重力势能为正；在物体在参考平面以上重力势能为正；在参考平面以下为负；在参考平面上为零。参考平面以下为负；在参考平面上为零。求某一物体在同一位置的重力势能时，求某一物体在同一位置的重力势能时，选取的参考平面不同，重力势能的数选取的参考平面不同，重力势能的数值不同值不同。1719 拓展拓展 回顾我们已经学过的物回顾我们已经学过的物理量正负的意义理量正负的意义1、矢量的正负；、矢量的正负；2、功的正负、功的正负3、温度的正负；、温度的正负；4、重力势能的正负。、重力势能的正负。19思考思考3 3、如果苹果不受地球的引力、如果苹果不受地球的引力作用了，它还具有重力势能吗？作用了，它还具有重力势能吗？重力势能是地球和物体所重力势能是地球和物体所组成的组成的“系统系统”共有的。共有的。例：例：如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上的小球，从桌面以上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2)参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面6J10J-4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB20通过计算你有什么新的发现？通过计算你有什么新的发现？重力势能与参考平面的选取有关，重力势能与参考平面的选取有关，重力做功和重力势能的变化与参考重力做功和重力势能的变化与参考平面无关。平面无关。一、重力做功的特点：一、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关 的能量。的能量。表达式表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系三、重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。，正负表示大小。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。零势能参考面。