高中物理 第四节 重力势能课件 新人教版必修2.ppt

物理 必修2 人教版 第七章机械能守恒定律第四节重力势能 栏目链接 情景切入 栏目链接 安赫尔瀑布 又称丘伦梅鲁瀑布 位于委内瑞拉玻利瓦尔州的圭亚那高原 卡罗尼河支流丘伦河上 它的水量虽然不是很大 落差却有979m 居世界第一 瀑布先泻下807m 落在一个岩架上 然后再跌落172m 落在山脚下一个宽152m的大水池内 它气势雄伟 景色壮观 果真应了那 飞流直下三千尺 疑是银河落九天 的著名诗句 瀑布于高山峭壁之间 凌空飞垂 珠飞玉溅 云雾蒸腾 山谷轰鸣 衬以两旁参天古树 嶙峋怪石 壮丽之外又添几分肃穆之美 如果当年诗仙李白云游天下看到此景 不知更能吟唱出何等壮美的诗篇 栏目链接 课标点击 栏目链接 1 理解重力势能的概念 会用重力势能的定义式进行计算 2 理解重力势能的变化和重力做功的关系 知道重力做功与轨迹无关 3 知道重力势能的相对性 栏目链接 栏目链接 课前导读 栏目链接 一 重力做功 1 物体的 发生变化时 重力要做功 物体被举高时 重力做 功 物体下落时 重力做 功 2 特点 物体运动时 重力对它做的功只跟它的 和 的位置有关 而跟物体运动的 无关 高度 负 正 起点终点 路径 课前导读 栏目链接 二 重力势能 1 定义 物体由于 而具有的能量 2 大小 等于它所受 与所处 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 而言的 该平面常称为零势面 6 系统性 重力势能是 与 所组成的系统共有的 被举高 重力 高度 参考平面 地球物体 课前导读 栏目链接 1 表达式 wg ep 2 两种情况 三 重力做功与重力势能变化的关系 ep1 ep2 减少增加 栏目链接 问题探究 问题一怎样理解重力做功和重力势能 栏目链接 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 问题探究 栏目链接 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 问题探究 栏目链接 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 3 重力做功与重力势能的比较 问题探究 栏目链接 问题探究 栏目链接 名师提示 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 问题探究 栏目链接 尝试应用 1 下列关于重力势能的说法中正确的是 a 有a b两个物体 a的高度是b高度的2倍 那么物体a的重力势能的数值一定是物体b的2倍b 从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛 从抛出到落地的过程中 物体重力势能的变化是相同的 问题探究 栏目链接 b c 有一物体从楼顶落到地面 如果受到空气阻力 物体重力势能的减少量少于自由下落时重力势能的减少量d 重力做功时 不仅与物体运动的高度差有关 还与物体运动的路径有关 知识解惑 问题二重力做功与重力势能变化的关系 栏目链接 设a b两点为物体在运动过程中所经历的两点 如图所示 若从b点运动到a点 则wg mgh 重力对物体做负功mgh 从能量的角度 ep mgh 重力势能增加mgh 若从a点运动到b点 则wg mgh 重力对物体做正功mgh 从能量的角度 ep mgh 重力势能减少mgh 知识解惑 栏目链接 可见 重力势能的改变量 ep只与重力做功wg有关 跟物体做什么运动以及是否同时还有其他作用力 如牵引力 阻力等 的存在无关 即wg ep 也就是说 重力做正功时 重力势能减少 减少的重力势能等于重力所做的功 克服重力做功时 重力势能增加 增加的重力势能等于克服重力所做的功 即wg ep1 ep2 mgh1 mgh2 知识解惑 栏目链接 名师提示 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 问题探究 尝试应用 栏目链接 b 栏目链接 知识解惑 题型1重力做功与重力势能变化 例1质量相等的匀质柔软细绳a b平放在水平地面 绳a较长 分别捏住两绳中点缓慢提起 直到全部离开地面 两绳中点被提升的高度分别为ha hb 上述过程中克服重力做的功分别为wa wb 若 a ha hb 则一定有wa wbb ha hb 则可能有wahb 则一定有wa wb 栏目链接 知识解惑 栏目链接 b 知识解惑 变式应用 栏目链接 1 双选 质量为m的物体从地面上方h高处由静止释放 落在地面后出现一个深度为h的坑 如图所示 在此过程中 a 重力对物体做功为mghb 重力对物体做功为mg h h c 物体的重力势能减少了mg h h d 物体的重力势能增加了mg h h bc 知识解惑 栏目链接 题型2重心变化类物体重力势能变化 例2如图所示 一条铁链长为2m 质量为10kg 放在水平地面上 拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间 物体克服重力做功为多少 物体的重力势能变化了多少 g取10m s2 知识解惑 栏目链接 知识解惑 栏目链接 100j增加了100j 知识解惑 栏目链接 名师归纳 重力势能具有相对