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图C是物体沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面组成，利用图B的结论可以得出，重力做功也为mgh.还可从A到BC面画任意路径让学生求重力做功，可以看出结论都为mgh. 学生从以上三个过程的推导中容易得到重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与物体起点和终点位置的高度差有关. 思维拓展 重力做功与路径无关，其他力(比如摩擦力)做功是否与路径有关?回答是肯定的.可见，重力做功的特点不能乱用，要视具体力而定.同时提醒学生，今后学习中还会遇到具有这种特点的力(例如电场力). 如右图所示，指导学生计算质量为m的物体，从A运动到B的过程中，重力做的功是多少? 小球的质量为m，从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点，如图所示，重力所做的功为： WG=mgΔh=mgh1-mgh2 从上面的表达式，可以看出重力做功的大小等于重力跟起点高度的乘积mgh1与重力跟终点高度的乘积mgh2两者之差. 点评：引导学生逐步认识mgh1、mgh2两个量是用来描述初末状态能量特点的，为重力势能概念的提出作思路引导. 二、重力势能 复习势能的概念：相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能量，称为势能. mgh这个物理量具有特殊的物理意义，一方面与重力做功有关(相互作用)，又随高度的变化而变化(凭借其相对位置)，具有了势能的特征.物理学中，把物理量mgh叫做物体的重力势能，用Ep表示. 点评：教师在分析重力做功的基础上，分析势能的两个主要特征，mgh同时具备两个主要特征，重力势能概念的提出就水到渠成. 师生共同讨论，理解Ep=mgh，主要采取讲授式： 1.标矢性：标量 2.单位：焦耳(J) 问题:重力做功引起了物体位置的变化，物体位置变化引起重力势能变化，重力做功与重力势能变化有什么关系呢? 引导学生推导：重力做功也可以写成WG=Ep1-Ep2 当物体下落时，重力做正功mgh，WG>0，即Ep1>Ep2，这说明，重力做功，重力势能Ep减少，减少的值等于重力所做的功. 同理，当物体上升时，重力做负功-mgh，重力势能Ep增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做负功也可以说成物体克服重力做功.重力做功是重力势能变化的量度. 三、重力势能的相对性 问题：将一个质量为5 kg的铁球放在4楼一张1.5 m高的桌子上，已知每层楼的高度均为2.5 m，求铁球的重力势能. 要求学生分组计算，让各小组代表自由表述自己的计算结果，教师暂不作评价.预测学生的计算情况，在高度的数值代入上有不同的意见.出现计算上的矛盾，此时，教师引导学生感受由于参考面的选取不同，给计算造成了不便，无法计算.因为没有说明物体的高度是以什么位置为零高度. 请学生分别写出上图中以B和地面C为零点的物体的重力势能：Ep1=mgh1，Ep2=mg(h1+h2)，(h1=AB，h2=BC). (责任编辑：admin) |