重力勢(shì)能(習(xí)題課)

1、第5節(jié) 重力勢(shì)能（習(xí)題課）一、.教學(xué)目的：1能正確計(jì)算物體或物體系的重力勢(shì)能.2會(huì)用重力勢(shì)能的變化求重力的功。3復(fù)習(xí)動(dòng)能定理，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題的能力。二、教學(xué)難點(diǎn)：1能正確計(jì)算物體或物體系的重力勢(shì)能.2會(huì)用重力勢(shì)能的變化求重力的功。三、教學(xué)方法：講授、練習(xí)、討論四、.教具長(zhǎng)方體木塊、鐵鏈、木棒等五、教學(xué)過(guò)程：（一）復(fù)習(xí)提問(wèn)，引入新課上一節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能的有關(guān)知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下上節(jié)所學(xué)的內(nèi)容，并回答下列問(wèn)題：1重力勢(shì)能是怎樣定義的？如何計(jì)算重力勢(shì)能？2重力做功有何特點(diǎn)？3重力勢(shì)能的變化和重力做功有何關(guān)系？本節(jié)學(xué)習(xí)用重力勢(shì)能的變化求重力的功在解題中的應(yīng)用。（二）進(jìn)

2、行新課【例題1】盤(pán)在地面上的一根不均勻的金屬鏈重G=30N，長(zhǎng)L=1m,從一端緩慢提起至另一端恰好離開(kāi)地面時(shí)需做功10J，金屬鏈重力勢(shì)能增加 J，此時(shí)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(xué)生先做，然后評(píng)講。解析：從一端緩慢提起至另一端恰好離開(kāi)地面時(shí)需做功10J，金屬鏈重力勢(shì)能增加EP=Gh1=10J, 此時(shí)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(gè)人通過(guò)定滑輪勻速地拉起質(zhì)量為m 的物體，當(dāng)人沿水平地面從A點(diǎn)走到B點(diǎn)時(shí)，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(jì)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(lái)計(jì)算人所做的功，須通過(guò)動(dòng)能定律來(lái)計(jì)算人所做的功。而重力的功根據(jù)重力做功的特點(diǎn)可得：WG=mgh=mg).由動(dòng)能定律可得：W-WG=0-0所以人所做的功為：。【例題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(yùn)動(dòng)過(guò)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(dòng)能與重力勢(shì)能相等。(g=10m/s2)（以地面為零勢(shì)點(diǎn)）hh'H-h'mgmgffVV0V=0aV圖2圖3解析：以物體為研究對(duì)象，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)草圖2，設(shè)物體上升到h高處動(dòng)能

4、與重力勢(shì)能相等此過(guò)程中，重力阻力做功，據(jù)動(dòng)能定理有：物體上升的最大高度為H由式，解得h=9.5m設(shè)物體下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)距地面h處動(dòng)能等于重力勢(shì)能，運(yùn)動(dòng)草圖如圖3所示。據(jù)動(dòng)能定理有：解得h=8.5m注意：在此較復(fù)雜的問(wèn)題中，應(yīng)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(xué)生仔細(xì)審題，問(wèn)物體離地面多高處，物體動(dòng)能與重力勢(shì)相等，一般人首先是將問(wèn)題變形為上升過(guò)程中什么位置動(dòng)能與重力勢(shì)能相等。而實(shí)際下落過(guò)程也有一處動(dòng)能與重力勢(shì)能相等?！纠}4】有一質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)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(dòng)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(jìn)做的功少。B將它翻倒比平推前進(jìn)做的功多。C兩種情況做功一樣多。D翻倒時(shí)不做功。解析：物體被平推著勻速前進(jìn)，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(shí)：F=f=mg,因而物體被平推著前進(jìn)，外力對(duì)物體所做的功為：W1=Fa=mga=0.3mga.將物體推導(dǎo)前進(jìn) a, 如圖4所示。在翻倒過(guò)程中，立方體將繞其中一條棱（如A）轉(zhuǎn)動(dòng)。僅在使其對(duì)角線AC轉(zhuǎn)到豎直過(guò)程中（以后，稍有一傾側(cè)，立方體會(huì)在重力作用下翻倒）這個(gè)過(guò)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(shì)能，所以外力做功為：W2=EP=mg(.因而推著物體勻速前進(jìn)比翻倒前進(jìn)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(kāi)始，經(jīng)過(guò)去時(shí)3S落地，落地時(shí)速度為10m/s ，若重力加速度 為g=10m/s2，則在此過(guò)程中：（ ）A物體的重力勢(shì)能減少了50J；B物體的動(dòng)能增加了100J；C重力對(duì)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻 力為f,與地面碰撞時(shí)，能量損失不計(jì)，則它最后停在地面上重力做功為多少？它在運(yùn)動(dòng)停 止前通過(guò)的總路程為多少？（四）課堂小結(jié)：1由于重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與始末兩點(diǎn)位置的高度差有關(guān)，因此，在計(jì)算重力做功就 不需要考慮過(guò)程，只看始末位置。這使重力功的計(jì)算變得簡(jiǎn)便。2重力勢(shì)能的變

7、化只與重力做功有關(guān)，與其它外做功情況無(wú)關(guān)。因此在計(jì)算重力勢(shì)能的變 化時(shí)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(kāi)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(guò)程中 A力F所做的功減去克服阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量B物體克服重力所做的功等于重力勢(shì)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(shì)能的增量D力F和阻力的合力所做的功等于物體機(jī)械能的增量。2一人將一質(zhì)量為m的物體舉高h(yuǎn)并獲得速度，則：（ ）A合力對(duì)物體做功為mgh +mv2 ；B人對(duì)物體做功為mgh +mv2 ；C人對(duì)物體做功為mgh； D人對(duì)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(zhǎng)度為，倔強(qiáng)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(kāi) 地面，這時(shí)重物的重力勢(shì)能為（設(shè)地面的重力勢(shì)能為零）： mg(H)mg(H+mg