专题8.2 重力势能（讲）-2021-2022学年高一物理同步讲练测（人教版2019必修第二册）（原卷版）

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专题 8.2 重力势能（讲）
一、讲教材
本节课所采用的教材是人教版高中物理必修第二册第八章第 2 节的内容。本节内容是
首先引入重力势能概念时着重体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的基本概念，通
过一些生活实例，让学生体验到高处物体具有潜在的能力——重力势能。通过例题总结出
重力做功的特点和重力的功，接着，以例题计算引出高度具有相对性。重力势能与高度有
关，在研究重力势能时应选取参考平面或零势能面。在零势能上，物体的重力势能为零，
解释重力势能“+”“—”号的含义。
其次，在掌握了势能零点的基础上，通过一道分组计算，发现，选取不同的势能平面，计
算得出的重力做功的大小是一样的，从而得出结论：选择不同的参考平面，物体在两个不
同位置之间势能的差值是确定的，并不随参考平面的改变而改变，即重力做功具有绝对
性，最后讲解的是弹性势能的概念以及弹性势能跟形变的大小有关系。
二、讲核心素养
物理观念：利用微元法和图象法计算变力做功的问题，理解重力势能与零势能面的选
择有关，是一个相对物理量，大小取决于到零势能面的高度。
科学思维：通过重力做功和重力势能的变化关系，推导出重力势能的表达式，体验推
导过程中获得新知的乐趣。
科学探究：根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式。
科学态度与责任：通过探究过程体会物理学的逻辑之美和方法之美，体会数理的巧妙结
合，激发学生求知欲和学习兴趣，享受成功的乐趣。
三、讲图片思维导图
四、讲考点和题型
【考点一】重力做的功和重力势能
1．重力做的功
(1)特点：只跟物体运动的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关．
物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功，也可以说成物体克服重力做
功．
(2)表达式：WG＝mgh＝mg(h1－h2)，其中 h表示物体起点和终点的高度差．h1、h2
分别表示物体起点和终点的高度．
2．重力势能
(1)定义：物体由于位于高处而具有的能量．
(2)大小：等于物体所受重力与所处高度的乘积，表达式为 Ep＝mgh.其中 h表示物
体(重心)的高度．
(3)单位：焦耳，与功的单位相同．
3．重力势能的“四性”
(1)标量性
重力势能是标量，只有大小，没有方向，但有正负．
重力势能正负的含义：正负值分别表示物体处于参考平面上方和下方．
(2)相对性
选取不同的水平面作为参考平面，其重力势能具有不同的数值，即重力势能的大
小与参考平面的选取有关．
(3)绝对性
物体在两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即
物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关．
(4)系统性
重力是地球对物体吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力，
也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的，平时所说的“物体”的重
力势能只是一种简化的说法．
4．重力做功与重力势能的关系
重力做功 重力势能
物理意义 重力对物体做功
由物体与地球的相互作用产
生，且由它们之间的相对位
置决定的能
表达式 WG＝mgΔh Ep＝mgh
影响大小
的因素
重力 mg 和初、末位置
的高度差 Δh　　　
重力 mg 和相对参考面的高
度h
特点
只与初、末位置的高度差有
关，与路径及参考平面的选
择无关
与参考平面的选择有关，同
一位置的物体，选择不同的
参考平面，其重力势能的值
不同
过程量 状态量
联系
重力做功的过程是重力势能改变的过程，重力做正功，重
力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且重力做了多
少功，重力势能就改变多少，即 WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp
【例 1】如图所示，桌面高为 h，质量为 m的小球从离桌面高 H处自由落下，不计空气阻
力，假设桌面处的重力势能为 0，则小球落到地面时的重力势能和整个下落过程中的重力
所做的功为（　　）
A．mgh；mgh B．mgh；mg（H+h）
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