高中物理 专题 7.4 重力势能同步精品课件（基础版）新人教版必修2.ppt

第七章机械能守恒定律 7 4重力势能 知识点一 重力势能 一 重力做功1 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 物体下落时 重力做正功 2 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 而跟物体运动的路径无关 二 重力势能1 定义 物体由于被举高而具有的能量 2 大小 等于它所受重力与所处高度的乘积 3 表达式 ep mgh 4 单位 焦耳 与功的单位相同 5 相对性 重力势能总是相对选定的参考平面而言的 该平面常称为零势面 6 系统性 重力势能是物体与地球所组成的系统共有的 三 对重力做功和重力势能的理解1 重力做功 重力对物体所做的功只跟物体初 末位置的高度差有关 跟物体运动的路径无关 具体可从以下几方面理解 1 重力做功的多少 不受其他力做功的影响 不论有多少力对物体做功 重力做功只与重力 物体在重力方向上的位移有关 2 重力做功不受运动状态 加速度等因素的影响 2 重力势能 1 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 不是地球上物体独有的 通常所说的物体的重力势能是一种不确切的习惯说法 2 相对性 重力势能ep mgh与参考平面的选择有关 式中的h是物体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ep为正值 当物体在参考平面之下时 重力势能ep为负值 注意物体重力势能的正 负的物理意义是表示比零势能大 还是比零势能小 3 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所在水平面为零势能参考平面 4 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 我们关注的是重力势能的变化 这意味着能的转化问题 注意 重力势能是一个标量 其正 负表示与参考平面上物体势能的相对大小 比较物体的重力势能的大小时 要带正 负号比较 重力势能的大小与参考平面的选取有关 即重力势能具有相对性 但重力势能的变化量则与参考平面的选取无关 具有绝对性 典型例题 沿着高度相同 坡度不同 粗糙程度也不相同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端 下列说法正确的是 a 沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多b 沿坡度大 粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多c 沿坡度小 粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多d 不管沿怎样的斜面运动 物体克服重力做功相同 d 针对训练1 如图所示 质量为m的小球从高度为h的斜面上的a点滚下 经水平面bc后再滚上另一斜面 当它到达h 3处的d点时 速度为0 在这个过程中 重力做功为 a mgh 3b 2mgh 3c mghd 0 b 针对训练2 多选 把一个物体竖直向上抛出去 该物体上升的最大高度是h 若物体的质量为m 所受的空气阻力大小恒为f 则在从物体被抛出到落回抛出点的全过程中 a 重力所做的功为0b 重力所做的功为2mghc 空气阻力做的功为0d 空气阻力做的功为 2fh ad 知识点二 重力做功与重力势能变化的关系 1 表达式 wg mgh ep 2 两种情况 重力做正功 重力势能减少 重力做负功重力势能增加注意 重力势能的变化过程 也是重力做功的过程 二者的关系为wg ep1 ep2 mgh1 mgh2 mg h1 h2 mg h 1 当物体由高处运动到低处时wg 0 ep1 ep2 表明重力做正功 重力势能减少 减少的重力势能等于重力所做的功 2 当物体由低处运动到高处时 wg 0 ep1 ep2 表明物体克服重力做功 重力做负功 重力势能增加 增加的重力势能等于克服重力所做的功 典型例题 升降机中有一质量为m的物体 当升降机以加速度a匀加速上升h高度时 物体增加的重力势能为 a mghb mgh mahc mahd mgh mah a 针对训练1 如图所示 杆的中点有一转轴o 两端分别固定质量为2m和m的小球a和b 当杆从水平位置转到竖直位置时 小球a和b构成的系统的重力势能如何变化 变化了多少 解析 重力对小球a做的功为w1 2mgl 重力对小球b做的功为w2 mgl 则重力对a b组成的系统所做的总功为 wg w1 w2 2mgl mgl mgl 因为wg 0 所以系统的重力势能减少了 且减少了mgl 针对训练