第4節(jié)重力勢(shì)能[學(xué)考報(bào)告]知識(shí)內(nèi)容重力勢(shì)能考試要求必考加試cc基本要求1.認(rèn)識(shí)重力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)2．知道重力勢(shì)能的符號(hào)、表達(dá)式及其單位3．知道重力勢(shì)能的相對(duì)性，能根據(jù)所確定的參考平面計(jì)算物體的重力勢(shì)能，知道重力勢(shì)能的變化量與參考平面的選擇無(wú)關(guān)4．掌握重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系發(fā)展要求1.理解重力勢(shì)能為負(fù)值的物理意義2．了解做功與路徑無(wú)關(guān)是引入勢(shì)能概念的前提3．初步理解勢(shì)能是系統(tǒng)共有的觀念說(shuō)明不要求掌握物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做功表達(dá)式的推導(dǎo)方法1．特點(diǎn) 只跟物體的______和______兩個(gè)位置的高度有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的______無(wú)關(guān)。 物體下降時(shí)重力做____功；物體被舉高時(shí)重力做____功。2．表達(dá)式

WG＝______________，其中h1、h2分別表示物體起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度。知識(shí)點(diǎn)一重力做功[基礎(chǔ)梳理]質(zhì)量

始末

路徑

正

負(fù)

mgh1－mgh2

【例1】

在高處的某一點(diǎn)將兩個(gè)重力相同的小球以相同速率v0分別豎直上拋和豎直下拋，下列結(jié)論正確的是(不計(jì)空氣阻力)(

) A．從拋出到剛著地，重力對(duì)兩球所做的功不相等

B．從拋出到剛著地，重力分別對(duì)兩球做的功都是正功

C．從拋出到剛著地，重力對(duì)兩球做功的平均功率相等

D．兩球剛著地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率不相等

[典例精析]

答案B1．某游客領(lǐng)著孩子游泰山時(shí)，孩子不小心將手中的皮球滑落，球從A點(diǎn)滾到了山腳下的B點(diǎn)，高度標(biāo)記如圖1所示，則下列說(shuō)法中正確的是(

)

[即學(xué)即練]圖1

A．從A到B的曲線軌跡長(zhǎng)度不知道，無(wú)法求出此過(guò)程重力做的功

B．從A到B過(guò)程中阻力大小不知道，無(wú)法求出此過(guò)程重力做的功

C．從A到B重力做功mg(H＋h) D．從A到B重力做功mgH

解析重力對(duì)物體所做的功只與初、末位置的高度有關(guān)，大小為WG＝mgH，故正確選項(xiàng)為D。

答案D1．大小 重力勢(shì)能等于物體受到的重力與所處高度的乘積，表達(dá)式為Ep＝_______。2．單位 在國(guó)際單位制中焦耳，符號(hào)：J。知識(shí)點(diǎn)二重力勢(shì)能

[基礎(chǔ)梳理]mgh

3．重力做功與重力勢(shì)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(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少，即WG>0，Ep1>Ep2。

②當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，即WG<0，Ep1<Ep2。【例2】

大型拱橋的拱高為h，弧長(zhǎng)為L(zhǎng)，如圖2所示，質(zhì)量為m的汽車在以不變的速率v由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是(

)[典例精析]圖2

A．由A到B的過(guò)程中，汽車的重力勢(shì)能始終不變，重力始終不做功

B．汽車的重力勢(shì)能先減小后增加，總的變化量為0，重力先做負(fù)功，后做正功，總功為零

C．汽車的重力勢(shì)能先增大后減小，總的變化量為0，重力先做正功，后做負(fù)功，總功為零

D．汽車的重力勢(shì)能先增大后減小，總的變化量為0，重力先做負(fù)功，后做正功，總功為零

解析前半段，汽車向高處運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能增加，重力做負(fù)功；后半段，汽車向低處運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能減少，重力做正功，選項(xiàng)D正確。

答案D2．物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服重力做功100J，則以下說(shuō)法正確的是(

) A．物體的高度一定降低了

B．物體的高度也可能不變

C．物體的重力勢(shì)能一定是100J D．物體的重力勢(shì)能一定增加100J

解析物體克服重力做功，即重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，高度升高，克服重力做多少功，重力勢(shì)能就增加多少，但重力勢(shì)能是相對(duì)的，增加100J的重力勢(shì)能，并不代表現(xiàn)在的重力勢(shì)能就是100J。故正確答案為D。

答案D[即學(xué)即練]1．重力勢(shì)能的相對(duì)性

(1)重力勢(shì)能具有_______性，即Ep與選取的_________________________

有關(guān)。因此，在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)，必須首先選取參考平面。

(2)重力勢(shì)能的變化是__________的，它與參考平面的選取__________。知識(shí)點(diǎn)三重力勢(shì)能的相對(duì)性[基礎(chǔ)梳理]相對(duì)

參考平面

(零勢(shì)能面)

絕對(duì)

無(wú)關(guān)

(3)正負(fù)的含義：在參考平面上方物體的重力勢(shì)能是______值，表示物體在這一位置的重力勢(shì)能比在參考平面上時(shí)______；在參考平面下方，物體的重力勢(shì)能是_____值，表示物體在這一位置的重力勢(shì)能比在參考平面上時(shí)_____。2．重力勢(shì)能的系統(tǒng)性：重力勢(shì)能是_______與________所組成的系統(tǒng)共有的。正

大

負(fù)

小

地球

物體

【例3】

如圖3所示，質(zhì)量m＝0.5kg的小球，從距桌面h1＝1.2m高處的A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2＝0.8m。以桌面為重力勢(shì)能的參考平面，下列說(shuō)法正確的是(

) A．小球在A點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為6J B．小球在A點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為10J C．小球在B點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為0 D．小球在B點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為4J[典例精析]圖3

解析重力勢(shì)能的大小與參考平面的位置有關(guān)，而這個(gè)參考平面可以任意選取，所以重力勢(shì)能具有相對(duì)性。在選定的參考平面上的物體的重力勢(shì)能為0；物體在這個(gè)參考平面以上，重力勢(shì)能為某一正值；物體在這個(gè)參考平面以下，重力勢(shì)能為某一負(fù)值。所以小球在B點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為負(fù)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；由Ep＝mgh可知小球在A點(diǎn)的重力勢(shì)能值為6J，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。

答案A3．關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是(

) A．物體的位置一旦確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定

B．物體與零勢(shì)能面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大

C．一個(gè)物體的重力勢(shì)能從－5J變化到－3J，重力勢(shì)能減少了

D．重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體做的功[即學(xué)即練]

解析物體的重力勢(shì)能與參考面有關(guān)，同一物體在同一位置相對(duì)不同的參考面的重力勢(shì)能不同，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；物體在零勢(shì)能面以上，距零勢(shì)能面的距離越大，重力勢(shì)能越大；物體在零勢(shì)能面以下，距零勢(shì)面的距離越大，重力勢(shì)能越小，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；重力勢(shì)能中的正、負(fù)