高中物理必修二第七章机械能守恒定律第4节重力势能

1、1,4 重力势能,2,重锤为什么能把水泥桩打入泥土中？,3,雪崩,为什么圣洁漂亮的雪一旦形成雪崩，就会有如此大的破坏力？,4,水力发电站为什么要修那么高的大坝？,5,1理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。（重点） 2理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。（重点） 3知道重力势能的相对性和系统性。（难点）,6,探究1：重力做的功与路径的关系,情形一：竖直下落,情形二：沿倾斜直线向下运动,情形三：沿任意路径向下运动,7,WG =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2,探究1：重力做的功与路径的关系,沿斜线从 A 到 C,C,WG=mglcos =mgh

2、=mg(h1h2) =mgh1mgh2,8,物体沿曲线运动从A到C,W1=mglcos1 =mgh1 WG=W1+W2+W3+ WG=mgh1+ mg h2 + mgh3 + =mg（h1+ h2 + h3+ ) =mgh =mgh1mgh2,9,探究2：重力做的功与路径的关系,结论：(1)物体运动时，重力对它做的功跟物体运动的路径无关，只跟它的起点和终点的位置有关（或者说只与初、末位置的高度差有关）。 (2)计算式：WG =mgh =mgh1-mgh2 “mgh”是一个具有特殊意义的物理量。,10,【学以致用】 沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面 向上将同一物体拉到顶端，以下说法正

3、确的是( ) A.沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多 B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 C.沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多 D.上述几种情况重力做的功同样多,D,11,把mgh叫做物体的重力势能，EP=mgh 即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。,探究2：重力做的功与重力势能变化的关系 1.重力势能的概念,12,WGmgh1mgh2,WGEP1EP2,初态的重力势能,末态的重力势能,重力势能与重力做功的关系,重力势能EP=mgh （1）是标量 （2）单位：1J=1Nm 2.重力做的功与重力势能的关系式,13,探究二:重力做的功与重力势能变化

4、的关系 求解1.塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m 的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体 的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？,结论1：物体下降，重力做正功，重力势能减少，WG=EP1-EP20；重力势能减少的数量等于重力做的功。,分析：重力做功为： WG=mg(h1-h2)=14000J Ep1-Ep2=mgh1-gh2=14000J 重力势能减少了14000J 与运动状态没有关系,14,求解2.塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3m的高度匀速运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如

5、何变化？,分析：重力做功为： WG=mg(h1-h2)=14000J 物体克服重力做了14000J的功 Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J 重力势能增加了14000J,结论2：物体上升，重力做负功，重力势能增加， WG=EP1-EP20 ，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功。,15,【学以致用】 1.物体在运动过程中克服重力做功为50J，则( ) A.重力做的功为50J B.物体的重力势能一定增加了50J C.物体的重力势能一定减少了50J D.重力做了50J的负功,BD,16,2以下说法中，正确的是（ ）A重力势能大的物体，离地面高度大 B重力势能大的物体，质量不一定大

6、 C重力势能大的物体，速度不一定大 D当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定 减少,BCD,17,1.重力势能总是相对参考平面（重力 势能为零）来说的，重力势能具有相对性。 参考平面的选取是任意的， 通常选择地面作为参考平面。 讨论：如图，一物体在A点的重力势能是1J，在B点的重力势能是0J，在C点的重力势能是2J，则物体在哪一点的重力势能最大？ 2.势能的正负表示大小(比参考平面），是标量。 3.重力势能的系统性：重力势能属于物体和地球组成的系统所共有。,三、重力势能的相对性和系统性,A点,18,例题：如右图小球质量1kg，从桌面（离地高h2 =1m）以上h1=2m的A点为下落到地面的B点

7、，填表： 选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。 重力做功和重力势能的变化与参考平面的 选择无关。,20J,30J,-10J,0J,30J,30J,30J,30J,19,一、重力做功及其特点：WG mgh1mgh2 与路径无关，只与起点和终点的位置有关。 二、重力势能：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。 表达式： 三、重力做功与重力势能变化的关系： 重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的数量等于重力做的功。 重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的数量等于克服重力所做的功。 四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。 重力势能为物体和地球组成的系统所共有。,20,1. 下面有关重力

8、势能的说法中，正确的是（ ） A.举得越高的物体，具有的重力势能越大 B.质量越大的物体，具有重力势能越大 C.物体的重力势能不可能为零 D.物体的重力势能可能小于零,D,21,2. 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，则小球落到地面前瞬间的重力势能为 （ ） A.mgh B.mgH C.mg(h+H) D.mgh,D,22,3. 以下叙述中正确的是（ ） A重力对物体做功越多，物体的重力势能越少 B物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少 C重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零 D物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零,D,23,4.下列关于重力势能的说法，正确的是( ) A重力势能的变化，只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关 B重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关 C重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少 D重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的,ABD,24,5.一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落的高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功?重力势能如何变化，变