物理：7[1].4《重力势能》课件(新人教版必修2).ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,品质来自专业,信赖源于诚信,金太阳教育网,重力势能,前言,物体由于被举高而具有的能叫重力势能。,物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被,举,高,时，重力做,负,功；物体,下降,时，重力做,正,功。,几个概念,力：物体之间的相互作用,。,重力：物体由于地球的吸引而受到 的力,势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的,能量。,一个新的概念,重力势能,因此，,认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。,物体,竖直,下落,从,A,到,B,A,h,B,h1,h2,W,G,=,mgh,=mg,(,h,1,h,2,),=,mgh,1,mgh,2,一,.,重力做功,物体沿斜线运动,从,A,到,C,A,C,h,L,h,1,h,2,W,G,=,mgLcos,=,mgh,=mg,(,h,1,h,2,),=,mgh,1,mgh,2,物体,沿曲线,运动,从,A,到,C,h,1,h,2,h,3,A,C,h,A,h,1,L,W,1,=mglcos,1,=mg,h 1,W=W,1,+W,2,+W,3,+,W=mg,h 1+,mg,h 2,+,mg,h 3,+,=mg,（,h 1+h 2,+h 3,),=,mg,h,=,mgh,1,mgh,2,重力做功的,特点,:,重力做功,只跟它的起点和终点的位置,（高度差）,有关,，,与物体运动的路径无关,。,W,G,=mg,h,1,-mg,h,2,上述分析过程表明：,还表明：功的大小等于物重跟起点高度的乘积,mgh,1,与物重跟终点高度的乘积,mgh,2,两者之差。即,即：,W,G,=,mg,h,二,.,重力势能,1.,定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。,2.,单位：国际单位制中，焦耳,(J),。,1J=1kg,m.s,-2,.m=1N.m,3.,重力势能是,标量,，状态量。,4.,重力势能的变化,E,P,=mgh,2,-mgh,1,E,p,=,mgh,可见,重力做的功等于,“,mgh,”,这个量的变化,.,在物理学中，“,mgh,”,是一个有特殊意义的物理量,.,这个物理量就是表示物体的重力势能。,W,G,=mgh,1,-mgh,2,=,E,p,1,-,E,p,2,14,三、重力做功与重力势能变化关系,重力做的功等于重力势能的减少量,如果重力做,正功,，重力势能,减少,，减少的重力势能,等于,重力对物体做的,功,如果重力做,负功,，重力势能,增加,，增加的重力势能,等于,物体,克服,重力做的,功,即,W,G,=,E,p,讨论,：,重力势能为零的物体是不是就没有重力势能,？,计算重力势能之前需要先选定,参考平面,在参考面下方,的物体的高度是,负值,，重力势能也是,负值,。,参考平面的选取是,任意,的,.,在参考面上方,的物体的高度是,正值,，重力势能也是,正值,；,势能是,状态量,、,标量,+,、,表示,大小,17,四、重力势能的相对性,高度是相对的，所以重力势能也是相对的,必须指出的是，,重力势能跟重力做功密切相关,，,而重力是,地球与物体之间的,相互作用力,。也就是说，倘若,没有地球，就谈不上,重力。,所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。,重力势能属于,物体和地球组成的系统,.,五,.,重力势能的系统性,平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法,。,例：,如图，质量,0.5kg,的小球，从桌面以上,h,1,=1.2m,的,A,点落到地面的,B,点，桌面高,h,2,=0.8m,请按要求填写下表,(g=10m/s,2,),参考,平面,小球在,A,点重力势能,小球在,B,点重力势能,下落过程小球重力做功,下落过程小球重力势能变化,桌面,地面,6J,10J,-,4J,0,10J,10J,-10J,-10J,h,1,h,2,A,B,选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同,对一个确定的过程，,W,G,和,E,P,与参考面的选择无关,20,小 结,一、重力做功的特点：,与路径无关，只与起点和终点的高度差有关,二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。,三、重力做功与重力势能变化的关系：,重力做的功等于重力势能减少,W,G,=mg,h,1,mg,h,2,重力做负功时，重力势能增加,四、重力势能是相对的，,正负表示大小,。,一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为参考平面。,五、势能是系统能。指系统所有。,W,G,=,mgh,高度差,E,p,=,mgh,课堂练习,P13,问题与练习,1,、,4,、,2,课外练习,P13,问题与练习,2,、,3,5,4,重力势能 问题与练习参考解答,1.,证明：设斜面高度为,h,，对应于倾角为,1,、,2,、,3,的斜面长分别为,l,1,、,l,2,、,l,3,。,由功的公式可知，在倾角为,1,的斜面，重力与位移的夹角为,(/2,1,),，重力所做的功为：,W,G,=mgl,1,cos(/2,1,)=mgl,1,sin,1,=,mgh,。,同理可证，在倾角为,2,、,3,的斜面上，,重力所做的功都等于,mgh,，与斜面倾角无关。,2.,答,：,（,1,）足球由位置,1,运动到位置,2,时，,重力所做的功为,mgh,，,足球克服重力所做的功为,mgh,，,足球的重力势能增加,mgh,。,（,2,）足球由位置,2,运动到位置,3,时，,重力做的功为,mgh,，,足球的重力势能减少了,mgh,。,（,3,）足球由位置,1,运动到位置,3,时，,重力做功为,0,，,重力势能变化为,0,。,h,1,h,2,A,B,3.,答,：（,1,）见下表,（,2,）如果下落过程中有空气阻力,表格中的数据不变。,说明：本题的意图是使学生认识，重力势能跟,0,势面的选取有关，而重力势能的变化跟重力的功相对应，与,0,势面的选取无关。重力做的功只跟物体位置的变化有关，与是否存在其他力无关。,4.,答：,A,正确。例如：物体在向上的拉力作用下，如果做匀加速直线运动，这时拉力的功大于重力势能的增加量。如果物体做匀减速直线运动，这时拉力的功小于重力势能的减少量。,B,错误。物体匀速上升，拉力的大小等于重力，拉力的功一定等于重力势能的增加量。,C,错误。根据,W,G,=E,P1,-E,P2,可知，重力做,-1J,的功，重力势能的增加量为,1J,。,D,错误。重力做功只与起点和终点的位置有关，与路径无关，,A,、,B,两点的位置不变，从,A,点到,B,点的过程中，无论经过什么路径，重力的功都是相同的。,练习题：起重机以,5m/s,2,的加速度将质量为,1,t,的物体匀减速地沿竖直方向提升高度,10m,，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？,课堂训练,1,、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量,(),A.,都具有不同的数值,B.,都具有相同的数值,C.,前者具有相同的数值，后者具有不同的数值,D.,前者具有不同的数值，后者具有相同的数值,D,课堂训练,2,、起重机以,5m/s,2,的加速度将质量为,1,t,的物体匀减速地沿竖直方向提升高度,10m,，,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？,