物理人教版必修2：第七章4.重力势能.ppt

4重力势能 1重力做的功： 路径 mgh1mgh2 负 正 (1)特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终 点的位置有关，而跟物体运动的_无关 (2)表达式：WG_(其中 h1、h2 分别表示 物体的起点和终点的高度)或写成 Wmgh(h 为物体始末位置的 高度差) (3)重力做功的正负：物体被举高时，重力做_功； 物体下降时，重力做_功 重力高度 mgh 焦耳 J Ep1Ep2 2重力势能： (1)定义：物体由于高度而具有的能量叫重力势能它等于 物体所受_与所处_的乘积 (2)表达式：Ep_，h 为物体所处的高度，单位和 功的单位相同，都是_，符号为_ (3)与重力做功的关系：WG_. 3重力势能的特点： (1)相对性： 物体的重力势能总是相对于参考平面而言，在参考平面 上重力势能为零 改变 正 负 地球 参考平面不同，物体的重力势能不同，一般选地面为参 考平面重力势能的差值不随参考平面的不同而_ 参考平面上方的物体的重力势能为_值，下方为 _值 (2)势能是系统所共有的：重力势能为物体与_所组 成的系统共有的 4关于重力势能，下列说法中正确的是()D A物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 C一个物体的重力势能从5 J 变化到3 J，重力势能减 少了 D重力势能的减少量等于重力对物体所做的功 解析： 物体的重力势能的大小跟零势能面的选取有关当 物体在零势能面上方时，重力势能为正值；当物体在零势能面 下方时，重力势能为负值 知识点重力势能 1如图 741 甲所示，高处有一块巨大的石头摇摇欲坠， 在它的下面你可能会感到胆怯这是因为_， 当它下落时会_，可能对你造成伤害物体由于位 于高处而具有的能叫做_. 被举高的物体具有势能 对外做功 重力势能 甲乙丙 图 741 2设想你要从某座高楼的第 17 层下到第 8 层，你可以乘 电梯下，也可以沿楼梯走下，如图乙所示两种方式下楼，重 力对你做的功_(填“相等”或“不相等”)相等 3物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水 平面叫做_在如图丙所示的情景中，若以井中水面 为参考平面，则地面上物体的重力势能为_，井底物体 的重力势能为_(填“正值”或“负值”). 参考平面 正值 负值 1重力做的功： (1)重力的功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关 (2)计算式：WGmgh1mgh2. 2重力势能的理解： (1)表达式：Epmgh，即物体的重力势能等于它所受重力 的大小与所处高度的乘积 (2)单位：焦耳，简称焦，符号为 J. (3)重力势能的“四性”： 系统性：重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有 的能量，不是地球上的物体独有的 相对性：重力势能 Epmgh 与参考平面的选择有关，式 中的 h 是物体的重心到参考平面的高度重力势能是标量，只 有大小而无方向，但有正负之分，当物体在参考平面之上时， 重力势能为正值；当物体在参考平面之下时，重力势能为负值 参考平面选择的任意性：视处理问题的方便而定，一般 可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能点 重力势能变化的绝对性：物体从一个位置到另一个位置 的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化 是绝对的 3重力做功与重力势能变化的关系：重力对物体所做的功， 等于物体重力势能变化量的负值，即 WGEp. (1)重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少. (2)重力对物体做多少负功，物体的重力势能就增加多少 【例题】(双选)大型拱桥的拱高为 h，弧长为 L，如图 74 2 所示，质量为 m 的汽车在以不变的速率 v 由 A 点运动到 B 点的过程中，以下说法正确的是() 图 742 A汽车的重力势能不变，重力始终不做功 B汽车的重力势能的增量为零，重力做的总功等于零 C汽车的重力势能先增加后减少，总的变化量为零，重 力先做正功，后做负功，总功为零 D汽车的重力势能先增加后减少，上坡时重力做负功， 下坡时做正功，总功为零 解析：汽车由 A 到 B 的过程中，高度先增大后减小，故重 力先做负功后做正功，重力势能先增加后减少；汽车最终回到 原来的高度，初末位置高度差为零，故重力做功为零，重力势 能的变化量为零 答案：BD 【触类旁通】 1小球从 O 点沿曲线滑至 C 点，滑行路程为 l，如图 7 43 所示图中各点对应的高度分别为 hO0、hA、hB 和 hC， 则重力对小球做的功为()C AmghA CmghC BmghB Dmgl 图 743 解析：小球在重力方向的有效位移为 hOhChC，因此 重力做功为mghC. 2如图 744 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 )A为零，则小球落到地面前瞬间的重力势能为( 图 744 Amgh Bmg(Hh) CmgH Dmg(Hh) 3.质量为 3 kg 的物体放在高 4 m 的平台上, 取 g10 m/s2. 求： (1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？ (2)物体相对于地面的重力势能是多少？ (3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做 的功是多少？ 解：(1)相对于平台表面 h0，故 Epmgh0. (2)相对于地面，物体的重力势能为 E