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【前情回顾】 一个物体能够做功我们就说它具有能，也就是说，能是物体储存的量，功是消耗的能量。 物体由于运动具有的能叫做动能，它的大小与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大动能就越大。 当物体速度不变时，它的质量变化动能也会发生变化. 例如：在平直公路上匀速行驶的洒水车，速度不变质量减小，动能减小;高空匀速飞行的受油机，速度不变，质量增大动能增大。 洒水车 受油机   当物体质量不变时，速度变化它的动能也会变化. 例如：滑雪运动员下滑时，质量不变，速度增大动能增大，上坡滑行时，质量不变，速度减小动能减小. 下坡 上坡   想想看，静止的物体有没有能量呢？ 【举手提问】 1.什么叫做重力势能？ 2.重力势能的大小与哪些因素有关？ 3.重力势能有哪些应用与防护？ 【新课学习】 一、重力势能 滑雪运动员从高处滑下来时具有动能,是因为他从山脚到山顶的过程中储存了能量. 登山 下山   游客从高处沿滑索滑下来时具有动能,是因为他从山脚到山顶的过程中储 登山 下山   在物理学中，物体由于高度所决定的能叫做重力势能。 重力势能是物体由于被举高而具有的能量，与物体是否运动无关. 登上山顶的游客和运动员到达山顶都具有重力势能. [想想一议] 观察一下你所处的周围环境中，哪些物体具有重力势能？ 二、重力势能的大小 从不同高处落下的物体,重力都能做功,做功的多少可用公式W=Gh=mgh算出。 天空飞来的小陨石，质量虽小，落到地面时能把地面砸出一个深坑。 陨石 陨石坑   强夯机的夯锤被提升的较低，但夯锤的质量很大，也能把地基砸出一个深坑. 强夯机夯地基  那么,重力势能的大小与哪些因素有关? [观察与实验] 重力势能的大小与哪些因素有关 实验方法： 实验用控制变量法和转换法，把一个实验小桌放在箱体透明的沙箱中，让重物从高处落下,打击小桌观察桌腿陷入沙子的深度。 桌腿陷入沙子越深,说明重物的重力势能越大。 视频：重力势能的大小与哪些因素有关 （选择音量横屏看） [实验反思] 1.物体被举高的高度不同，具有的重力势能一般不同，重力势能的大小可用E=mgh算出。 例如：一个质量为60Kg的跳水运动员，当他站在3m高的跳板上时，它的重力势能约为: E1=mgh=60Kg×10N/kg×3m=1800J, 当他站在10m高的跳板上时，它的重力势能为:E2=mgh =60Kg×10N/kg×10m=6000J. 3m跳台 10m跳台 2.被举高或在高处的物体都具有重力势能，当物体下落时，高度减小重力势能减小，因物体向下运动又具有动能，动能是否变化要根据下落时速度是否变化来判断。 : 例如：匀速下落的降落伞，重力势能变小动能不变。 跳伞 3.正在升高的物体，高度增大重力势能增大，上升过程的动能是否变化也是根据速度是否变化来判断。 例如：被托起的排球，上升过程重力势能增大，动能减小；火箭发射时的重力势能和动能都在增大。 上升的排球 火箭发射 三、重力势能的应用与防护 1.重力势能的应用 在古代人们就利用水的重力势能制成水磨碾米；现代人们利用水的重力势能发电。 水磨 水力发电站 旅游景点利用人的重力势能沿滑索代步；建筑工地利用夯锤的重力势能夯实地基。 滑索 强夯机 2.防护因重力势能造成伤害 在高层小区严禁高空抛物，楼层越高，抛出的物体质量越大，对人们的伤害会越大。 遇到强对流天气要及时防护或躲进安全地方，以防暴雨或冰雹的重力势能对人们造成伤害。 暴雨 冰雹 【中考真题训练】 1.（2019潍坊6题） 无人机已被应用于诸多领域,如图所示是一款四翼无人机。在无人机匀速上升过程中,对其分析正确的是（ ） A.质量增加 B.动能增加 C.重力势能增加 D.机械能不变 2.（2019淄博8题） 如图所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下列说法错误的是( ) A.小球在A点的重力势能最大 B.小球在B点的速度最大 C.小球在C点和B点的机械能相等 D.小球不能到达D点 3.(2018常州5题) 现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药.此过程中,喷药无人机的( ) A.动能减小、重力势能减小 4.(2017自贡8题) 如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图.铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力.在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是（ ） A.只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功 B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少 C.在c到d的过程中,铅球的重力势能减少 D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断地变化 5.2019天津)(6分) 小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时,提出了如下猜想: 猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二:物体的重力势能与物体所在高度有关 为了验证上述猜想,他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验:如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度按上述方案进行实验,其实验数据如下表所示： (1)实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小; (2)为了验证猜想一,需选择表中 (填实验序号)三组数据进行分析; (3)分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是: . 6.(2017鄂尔多斯20题6分) 小夏同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发,并产生了如下猜想:猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二:物件的重力势能与物体的下落高度有关 猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关 为此小夏设计了如图所示的实验,用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计) (1)本实验中,采用的研究问题的方法是 .(写出一种方法即可) (3)为验证猜想二,应比较 (填实验序号)得到的结论是:当物体质量相同时, . (4)比较③④,得到的结论是 . (5)经进一步实验和分析,小夏大胆给出重力势能(EP)的表达式“EP=mgh”,并去办公室询问了老师,得以证实,小夏高兴不已,回到教室后,根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面时的动能,其中B球的动能为 J.(忽略空气阻力,g=10N/kg) 参 考 答 案 从 下 边 找 ！ 参考答案： 1. C 2. C 3. A 4. B 5.(1)桌腿进入沙子的深度 (2)①④⑤ (3)质量相同的物体,位置越高,具有的重力势能越大 6.(1) 转换法(或控制变量法) (2) 铅球陷入沙中的深度(3) ①③ 物体的下落高度越高,重力势能越大 (4) 物体的重力势能与下落路径无关 (5) 2 |
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