多彩课堂高中物理 7.4《重力势能》课件 新人教版必修2.ppt

第七章 机械能守恒定律 第4节 重力势能 1 认识重力做功与路径无关的特点 2 理解重力势能的概念 会用重力势能的定义式进行计算 3 理解重力做功与重力势能的变化的关系 4 知道重力势能具有相对性 5 知道重力势能是物体和地球这个系统所共有的 首先通过视频和图片展示雪崩 陨石坠落等自然现象 让学生发现这些自然现象中蕴藏中巨大的能量 从而引出重力势能的概念 通过计算重力做功来得到重力做功与路径无关的结论 再引导学生回忆之前的知识 做功会引起能量的变化 来得到重力势能的定义和重力做功与重力势能变化的关系 重力势能的一些特点是学生比较容易掌握的 可以通过提问的方式 让学生自己总结重力势能的特点 计算物体以不同路径运动时重力所做的功 来得到重力做功与路径无关 再比较重力做的功和重力势能的变化 就可得到它们之间的关系 通过让学生做一道例题 来总结重力势能的一些重要的特点 相对性和系统性 雪崩视频 陨石划过天空 放出耀眼的光芒 在地上留下巨大的陨石坑 重力势能 物体由于被举高而使物体具有的能量叫作重力势能 物体的质量越大 所处的高度越高物体的重力势能就越大 1 同一课本从不同高度下落到自己手上 感觉 2 不同质量的课本从同一高度下落到自己手上 感觉 用自己的课本做如下试验 a h b h1 h2 一 重力做功 质量为m的小球从a位置运动到b位置 竖直向下 wg mg h mgh1 mgh2 l h h1 h2 a b wg mglcos mg h mgh1 mgh2 沿倾斜直线向下 h1 h2 h a b l 沿任意路径向下 wg mglcos mg h mgh1 mgh2 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 wg mg h mgh1 mgh2 例1 如图所示 质量为50kg的人沿着l 100m 倾角为30 的坡路匀速从坡顶跑到坡底 重力对他所做的功是多少 g取10m s2 解 重力对物体做的功为wg mgh 50 10 50j 25000j 300 二 重力势能ep 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 参考平面 零势能面 2 大小 ep mgh h 物体重心到零势能面的高度 3 单位 焦 耳 j1j 1kg m s 2 m 1n m4 标量 状态量 5 重力势能的变化量 ep mgh2 mgh1 6 重力势能的系统性 重力势能属于物体和地球组成的系统 求解1 塔吊把一质量为200kg的物体 从距地面高为h1 8m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 三 重力做的功与重力势能变化的关系 重力势能减少了10000j 结论1 物体下降 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 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 8m的地方 重力做了多少功 物体克服重力做了多少功 物体的重力势能如何变化 三 重力做的功与重力势能变化的关系 物体克服重力做了10000j 重力势能增加了10000j 结论2 物体上升 重力做负功 重力势能增加 重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功 wg ep1 ep2 ep2 ep1 ep 1 物体下降 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 2 物体上升 重力做负功 重力势能增加 重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功 重力做功是重力势能变化的量度 1 物体在运动过程中重力对它做了50j的功 则 a 物体重力势能的减少量等于重力对物体做的功b 物体的重力势能一定增加了50jc 物体的重力势能一定减少了50jd 物体的位置下降了 acd 2 质量为m的物体 由静止开始下落 由于空气阻力作用 下落的加速度为0 8g 在物体下落h的过程中 下列说法正确的是 a 物体重力做的功为mghb 物体所受阻力做功为0 2mghc 物体重力势能减少了mghd 物体克服阻力所做的功为0 2mgh acd epa 2mgh epa 0 epa mgh 参考面 参考面 参考面 4 参考平面 零势能面 的选取是任意的 通常选择地面作为参考平面 四 重力势能的相对性 2 参考平面 选定某一个水平面 并把这个水平面的高度定为零 则物体在该平面上的重力势能为零 又称零势面 3 对选定的参考平面而言 在参考平面上方的物体 高度是正值 重力势能也是正值 在参考平面下方的物体 高度是负值 重力势能也是负值 1 由于高度具有相对性 所以重力势能也具有相对性 epa 2mgh epa 0 epa mgh 参考面 参考面 参考面 例2 如图 质量0 5kg的小球 从桌面以上h1 1 2m的a点落到地面的b点 桌面高h2 0 8m 关于小球的重力势能 请按要求填写下表 g 10m s2 6j 10j 4j 0 10j 10j 减少10j 减少10j 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 3 质量为3kg的物体放在高4m的平台上 取g 10m s2 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h 0 故ep mgh 0 2 相对于地面 物体的重力势能为ep mgh 3 10 4j 120j 3 物体从平台表面下落到地面上 以平台为参考面 有ep1 0ep2 mgh 3 10 4 j 120j故 ep ep2 ep1 120j重力势能减少了120j 重力做的功为wg ep 120j 1 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wg mg h2 重力势能 地球上的物体具有的与它高度有关的能量 3 重力做功与重力势能变化的关系 ep mgh重力做的功等于重力势能减少wg mgh1 mgh2重力做负功时 重力势能增加4 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 5 势能是系统能 指系统所有 1 下面有关重力势能的说法中 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 2 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 3 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 4 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 则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 变化多少 g 10m s2 解 小球下落高度为5m 则重力做功为wg m