重力势能 PPT课件
第七章 4 重力势能
4 重力势能
[学习目标] 1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点.2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行有关计算.3.理解重力做功与重力势能变化的关系.4.知道重力势能具有相对性.5.知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.
一、重力做的功
1.重力做功的表达式：WG＝mgh，h指初位置与末位置的高度差.
2.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关.
二、重力势能
1.重力势能
(1)定义：物体由于被举高而具有的能.
(2)公式：Ep＝mgh，式中h是物体重心到参考平面的高度.
(3)单位：焦耳；符号：J.
2.重力做功与重力势能之间的关系：WG＝Ep1－Ep2.
三、重力势能的相对性和系统性
1.相对性：Ep＝mgh中的h是物体重心相对参考平面的高度.参考平面选择不同，则物体的高度h不同，重力势能的大小也就不同.
2.系统性：重力是地球与物体相互吸引产生的，所以重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化说法.
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)重力做功与物体沿直线或曲线有关.(×)
(2)物体只要运动，其重力一定做功.(×)
(3)同一物体在不同位置的重力势能分别为Ep1＝3 J，Ep2＝－10 J，则Ep1
(4)物体由高处到低处，重力一定做正功，重力势能一定减少.(√)
(5)重力做功一定与路径无关，只与初、末位置的高度差有关.(√)
2. 质量为m的物体从地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图1所示，在此过程中，重力对物体做功为________，重力势能________(填“减少”或“增加”)了________.
图1
答案 mg(H＋h) 减少 mg(H＋h)
一、重力做功
[导学探究] 如图2所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中思考并讨论以下问题：
2022-2023学年高中物理教案：重力势能
第八章 机械能守恒定律
课时 8.2 重力势能
1. 知道重力做功的特点，即重力做功与路径无关，会求重力做的功。
2. 理解重力势能的概念，掌握重力势能的变化和重力做功的关系。
3. 知道重力势能的相对性。
4. 理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素。
一、重力做的功
1.重力做功的表达式：WG=mgh=mgh1- mgh2，式中h指初位置与末位置的高度差，h1、h2分别指初位置 、末位置的高度。
2.重力做功的正负：物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功。
3.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的 路径无关。
二、重力势能和重力势能的相对性
1.重力势能
(1)定义：物体所受重力与物体重心到参考平面高度的乘积。
(2)大小：Ep=mgh。
(3)单位：在国际单位制中，重力势能的单位为焦耳，符号为J。
(4)标矢性：重力势能是标量。
2.重力做功与重力势能变化的关系
(1)表达式：WG=Ep1-Ep2 = -ΔEp。
(2)两种情况：当物体从高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即WG>0，Ep1>Ep2；当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，即WG<0，Ep1
3.重力势能的相对性：重力势能总是相对于某一个水平面而言的，这个平面叫作参考平面。在这个水平面上，物体的重力势能取为0。Ep=mgh中的h是物体重心相对参考平面的高度。参考平面选择不同，则物体的高度h不同，重力势能的大小也就不同。
三、弹性势能
1.定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。
2.弹簧的弹性势能：弹簧的长度为原长时，弹性势能为0。在弹性限度内，弹簧被拉伸或被压缩时，就具有了弹性势能。弹性势能的大小与形变大小和弹簧的劲度系数有关。
基础过关练
题组一 重力做功
1.(2022江苏淮安期中)如图所示，质量关系为m1>m2>m3的三个小球分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平地面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，重力对三个小球做的功分别为W1、W2、W3，则下列判断正确的是 ( )
必修二物理重力势能知识点
必修二物理重力势能知识点
重力势能是物体由于位于地球或其他天体的引力场中而具有的能量形式。物体在重力场中的位置决定了其重力势能的大小。
重力势能（Ep）的计算公式为：Ep = mgh
其中，m为物体的质量，g为重力加速度（在地球上约为9.8m/s²），h为物体相对于其中一参考点的高度。重力势能的单位为焦耳（J）。
重力势能与质量的关系：
重力势能与物体的质量成正比，即物体的质量越大，其重力势能也越大。
重力势能与高度的关系：
重力势能与物体的高度成正比，即物体的高度越高，其重力势能也越大。
参考点的选择：
在计算重力势能时，需要选择一个参考点作为零点。通常选择地面或其他适当的位置作为参考点，使物体在该位置时其重力势能为零。
重力势能的转化：
当物体在重力场中发生垂直高度的改变时，其重力势能也会发生转化。当物体由较低位置上升到较高位置时，其重力势能增加；当物体由较高位置下降到较低位置时，其重力势能减少。
重力势能的应用： 1.物体的自由落体：将物体从高处释放，其重力势能会被转化为动能，使物体加速下降。
2.邮筒原理：在弹簧式邮筒中，物体上升时会存储重力势能，下降时释放重力势能，实现运动的往复。
3.水电站发电：利用水流下落的重力势能转化为电能，通过水轮机驱动发电机发电。
重力势能的限制：
重力势能只适用于物体在地球或其他天体的重力场中的情况，当物体脱离地球或改变引力场时，重力势能的计算公式就不再适用。
补充知识点：
1.地球表面的重力加速度（g）不是恒定的，它会随着距离地心的距离增大而减小。在物理学中，通常会采用一个平均重力加速度来进行计算。
2.重力势能只与物体所处的高度有关，与物体的形状、质量分布等因素无关。
3.重力势能是一种相对概念，只有在存在着重力场的情况下才有意义。
4.重力势能可以与其他形式的能量进行转化，例如机械能、热能等。
重力势能是物理学中重要的概念之一，它在解释天体运动、机械运动、能量转化等方面具有重要的应用。通过理解和应用重力势能的知识，我们可以更好地理解自然界中的各种现象，并在实际应用中进行科学分析和计算。
人教版高中物理必修二《重力势能》知识全解
《重力势能》知识全解
【教学目标】
1．通过不同路径重力做功的分析，归纳出重力做功与路径无关的特点。
2．理解重力势能的表达式。通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系。
3．知道重力势能的大小与参考平面的选取有关，即重力势能具有相对性，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关。
4．了解弹性势能的决定因素。
【内容解析】
1．什么是弹性势能？
发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。可见，物体具有弹性势能的条件是发生了弹性形变。卷紧的发条、拉长或压缩的弹簧、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑杆运动员手中弯曲的杆，等等，都发生了弹性形变，都具有弹性势能。
2．研究弹性势能的出发点
弹性势能与重力势能都是物体凭借其位置而具有的能。在讨论重力势能的时候，我们从重力做功的分析入手。同样，在讨论弹性势能的时候，则要从弹力做功的分析入手，弹力做功应是我们研究弹性势能的出发点。
3．弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关呢？
（1）可能与弹簧被拉伸（或压缩）的长度有关。这是因为，与重力势能相类比，重力势能与物体被举起（或下降）的高度有关，所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸（或压缩）的长度有关。重力势
能与高度成正比，但是弹性势能与弹簧被拉伸（或压缩）的长度则不一定成正比，在地球表面附近可认为重力不随高度变化，而弹力在弹簧形变过程中则是变力。
（2）可能与弹簧的劲度系数有关。这是因为，不同弹簧的“软硬”程度不同，即劲度系数不同，使弹簧发生相同长度的形变所需做的功也不相同。
4．弹性势能与拉力做功的关系
当弹簧的长度为原长时，我们设它的弹性势能为0，弹簧被拉长或缩短后就具有了弹性势能。我们研究弹簧被拉长的情况，那么弹簧的弹性势能应该与拉力所做的功相等。可见，研究弹性势能的表达式，只需研究拉力做功的表达式。
5．如何计算拉力所做的功？
在拉伸弹簧的过程中，拉力是随弹簧的形变量的变化而变化的，拉力还因弹簧的不同而不同。因此，拉力做功不能直接用功的公式W=Flcosα。那么，如何求出拉力的功呢？与研究匀变速直线运动的位移方法类似，就是将弹簧的形变过程分成很多小段，每一小段中近似认为拉力是不变的。
《重力势能》教案
第 1 页 《重力势能》教案
《重力势能》教案1
教学目标
学问目标
1、理解重力势能的概念，会用重力势的定义进展计算。
2、理解重力势能的改变和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。
3、知道重力势能的相对性。
力量目标
1、依据功和能的关系，推导出重力势能的表达式;
2、学会从功和能的关系上解释和分析物理形象。
德育目标
渗透从对生活中有关物理现象的观看，得到物理结论的方法，激发和培育同学探究自然规律的爱好。
教学重点
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能转变的关系。
教学难点
重力势能的系统性和相对性
课程类型
新授课
教学方法
试验观看法、分析归纳法、讲练法 第 2 页 教学用具
ppt课件，电子教鞭
课时支配：1课时
教学步骤
导入新课
曾经读过一篇文章，叫做《汕头的雪》，汕头也会下雪吗?
汕头也会下雪，别出心裁的雪——木棉棉絮。南方的人，对北方的雪总有一些期盼，我也不例外。
有哪些同学见过北方的雪吗?
雪白无垠的雪，总让人浮想联翩，也让人憧憬，但是，令人想不到的是，它也具有惊人的破坏力：
例1：20xx年9月21日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成100人失踪(附图片)
例2：四川丹巴亚丁雪崩(附图片)
如此秀丽的雪花，怎么会有这么大的破坏力?雪崩为什么会有这么大的能量?
浩瀚夜空，点点繁星，当我们在欣赏灿烂星空的时候，绝不会想象到它们也会给地球带来巨大的损害：
《7.5 弹性势能》教案
这节课开始，我们先观察两段视频，并在观察中思考：压弯的跳跃器、下陷的蹦床在形状上有什么共同的变化？【视频】有什么变化呀？是不是它们都发生了弹性形变。发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有了弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做“弹性势能”。【PPT】
弹性势能蕴藏于生活中的很多物体【视频】，那么我们从何入手去研究弹性势能呢？【PPT】伟大的开普勒曾经说过这么一句话：“我特别喜欢类比,它是我最可靠的老师，因为它能给我们揭开自然界的各种秘密。”【PPT】在这里，开普勒为我们仙人指路，看来要揭开弹性势能神秘的面纱，我们要用到“类比”的研究方法。【PPT】我们知道重力势能mghEp，与物体的重力与所处高度h有关，那么弹性势能又会与哪些因素有关呢？【视频】通过视频，我们发现弹性势能与弹簧的形变量以及劲度系数有关【PPT】，那么怎样才能得到弹性势能的具体表达式呢？我们还是通过类比重力做功过程来分析。
【板书】
势能与力做功的关系；（弹力做功与路径无关。）
表达式；（①变力做功法：平均作用力；②F-X图像法：面积；③结论法：221kxW）
“四性”。（相对性：选原长为势能零点，压缩与伸长相同量弹性势能相等。）
【板书】
后记：“做功的过程就是能量转化过程”，这是本章教学中的一条主线。对于一种势能，一定对应于相应的力作功。类比研究重力势能是从分析重力做功入手的，研究弹簧的弹性势能则应从弹簧的弹力做功入手。然而弹簧的弹力是一个变力，如何研究拉力做功是本节的一个难点，要引导学生对比匀变速直线运动位移的求法，进行知识迁移，利用微元法得到弹簧的弹性势能的表达式，逐步把微分和积分的思想渗透到学生的思维中。
习题：“弹簧摆”由于弹簧要伸长，故弹力做负功，弹性势能增大。
单摆——数学摆；
复摆——物理摆——圆锥摆；
牛顿摆
比较：重力势能与弹性势能
《重力势能》教案 2
. （重力势能）教案
随着教师考试临近，想必许多考生都在为没有适宜的示范教案而烦闷，常常困扰于课程内容太多无法删减，时间自然也无法保证。本文以物理学科（重力势能）为例，为您呈现10-20分钟的课堂教案，精简的速写教案将成为您备考的参考依据。
一、教学目标
1、知识与技能
(1)理解重力势能的概念，学生能用计算式计算物体的重力势能。
(2)理解重力做功与重力势能的变化之间的关系，了解重力做功与路径无关。
(3)了解重力势能具有相对性。
2、过程与方法
(1)依据共和能的关系，推出重力势能表达式
(2)通过实验，学生能够掌握科学研究方法----操纵变量法
(3)通过对结果分析，培养学生的发散思维。
3、感情态度与价值观
通过对实验的操作、观察、商量，激发学生探究科学的兴趣。
二、教学重难点
重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
难点：重力做功与路径无关及重力势能的相对性。
三、教学过程
环节一：新课导入
多媒体展示：
1.打桩机的重锤从高处落下，把水泥桩打进地里;
2.2022年，俄罗斯某村庄发生雪崩，造成至少100人失踪。
. 教师引导：重力势能具有庞大的能量，有些可以为我们利用，也有些会给我们带来庞大的灾难。我们只有认识自然，才能更加主动的改造自然。从而引入新课——重力势能。
环节二：概念建立
(一)重力做功的特点
回忆功与能量的关系，功是能量转化的量度。重力势能发生变化，很明显示重力在做功。由此引导学生探究重力做功的特点。
提出问题：重力做功与什么因素相关
给出如下三种情况：
(1)物体竖直向下运动，高度从h1降为h2;
(2)物体沿倾斜直线向下运动，高度从h1降为h2;
(3)物体沿任意路径向下运动，高度从h1降为h2。
让学生分别求出三种情况下重力做的功(对于第三种曲线运动的情况给出提示可以将曲线进行无限等分，每一份近似看成直线)。
环节五：小结作业
总结本节知识点，要求学生课下查阅资料，总结势能的其他种类。
广东省深圳市2017-2018学年人教版高一下必修二物理重力势能和弹性势能(含答案)
广东省深圳市2017-2018学年人教版高一下必修二物理重力势能和弹性势能（含答案）
1 / 10 重力势能和弹性势能
一、重力势能
1定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。
2公式：mghEP
h——物体具参考面的竖直高度
3参考面
a重力势能为零的平面称为参考面；
b选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面
若参考面未定，重力势能无意义，不能说重力势能大小如何
选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。
4标量，但有正负。
重力势能为正，表示物体在参考面的上方；
重力势能为负，表示物体在参考面的下方；
重力势能为零，表示物体在参考面上。
5单位：焦耳（J）
6重力做功特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。
7、重力做功与重力势能变化的关系 pEW
（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；
（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。
（3）重力势能变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。
二、弹性势能
1概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用具有势能，称之为弹性势能。
2 弹力做功与弹性势能的关系 pEW
当弹簧弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能变成其它形式的能；、当弹簧的弹力做负功时，弹簧广东省深圳市2017-2018学年人教版高一下必修二物理重力势能和弹性势能（含答案）
2 / 10 的弹性势能增大，其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。
3势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。
三、动能
1概念：物体由于运动而具有的能量，称为动能。
2动能表达式：221mEK
高中物理重力势能教案设计
高中物理重力势能教案设计
重力势能(gravitational potential energy)是物体因为重力作用而拥有的能量。接下来是小编为大家整理的高中物理重力势能教案设计，希望大家喜欢!
高中物理重力势能教案设计一
教材分析：
本节教材首先提出重力势能的基本定义，指出物体由于被举高而具有的能为重力势能，接着引出在物体被举高的过程中，伴随着重力做功，然后通过分析重力做功与路径无关的特点，推导得出重力势能的表达式。最后教材又安排了重力势能的相对性以及重力势能是与地球系统共有的特点这部分知识，以便完善和加深学生对重力势能的理解。
新教材在知识安排上与老教材相比有很大不同。老教材在给出“功是能量变化的量度”这一结论后探究重力做功与重力势能的变化关系，从而引出重力势能。而新教材对这一思想的引入采用的是逐渐渗透的方式。在对生活中生动实例的定性分析以后，引入重力做功，给出重力势能的表达形式，让学生在阶梯式的学习中自己寻找“功与能量”的关系。提升了学生对物理知识的兴趣，锻炼了学生的物理思维能力。
学生分析：
高一学生对事物的认知还停留在具体的形象思维上，抽象的逻辑思维的建立还需要时间。所以在教学中我们要借助图片视频等直观手段逐渐引入抽象的物理概念。
重力势能是学生在初中已经接触过的，但当时只停留在定性的分析上。新课应注意对知识从定性到定量的转化。
教学目标分析：
知识目标
理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式计算。
会推导重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。 知道重力势能的相对性。
技能目标
根据功能关系，推导出重力势能的表达式
学会从功能关系上解释和分析物理现象。
情感目标
渗透从对生活中有关物理现象的解释，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。渗透社会公德教育，让学生认识到高空抛物的危害。
教学重点：
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教学难点
重力做功与路径无关及重力势能的相对性。
小学科学《重力》课件
小学科学《重力》课件
一、教学内容
本节课选自小学科学教材《探索物理》的第四章第三节，主题为“重力”。详细内容包括：
1. 重力的定义：介绍重力的概念，让学生了解重力是一种物体之间相互吸引的力。
2. 重力的方向：讲解重力的方向始终指向地心，即竖直向下。
3. 重力的大小：介绍重力与物体质量的关系，即重力大小与物体质量成正比。
二、教学目标
1. 让学生掌握重力的定义、方向和大小，了解重力在生活中的作用。
2. 培养学生运用重力知识解决实际问题的能力。
3. 激发学生对物理科学的兴趣，提高科学素养。
三、教学难点与重点
教学难点：重力的大小与物体质量的关系。
教学重点：重力的定义、方向和大小。
四、教具与学具准备
1. 教具：弹簧测力计、小球、地球仪、磁铁等。
2. 学具：每组一个弹簧测力计、小球、磁铁。
五、教学过程
1. 实践情景引入 利用地球仪展示地球与物体之间的引力，引导学生思考这种力的作用。
2. 例题讲解
（1）重力的定义：讲解重力的概念，引导学生了解重力是一种物体之间相互吸引的力。
（2）重力的方向：通过实验演示，让学生观察重力的方向始终指向地心。
（3）重力的大小：利用弹簧测力计测量不同质量物体受到的重力，引导学生发现重力与物体质量成正比。
3. 随堂练习
（1）判断题：判断重力方向是否始终指向地心。
（2）选择题：选择重力与物体质量的关系。
（3）实验题：分组进行实验，测量不同质量物体受到的重力。
对学生课堂表现进行点评，回答学生疑问，巩固所学知识。
六、板书设计
1. 板书重力
2. 板书内容：
（1）重力的定义
（2）重力的方向：竖直向下
（3）重力的大小：与物体质量成正比
七、作业设计
1. 作业题目：
（1）简答题：什么是重力？重力的方向是什么？
（2）计算题：一个质量为2kg的物体，受到的重力是多少？ （3）实验题：设计一个实验，验证重力与物体质量的关系。