高一物理重力势能课件人教版必修2新课程重力势能课件(原创）.ppt

1 重力势能 重力势能 赣州三中李兰芳 2 1 打桩机的重锤举高后从高处落下时 为什么重锤举高能把水泥桩打进地里 2 2 水力发电站为什么要修那么高的大坝 3 这是因为物体一旦处在一定高度时 就具有了一定的能量 而当它从所处的高处落下时 这些能量就会以做功的方式释放出来在初中我们已经学过 物体由于被举高而具有的能量叫重力势能 那么重力势能的大小与什么有关 又如何定量表示呢 本节课我们就来学习这个问题 4 情景体验1 在你的头顶上方 用线悬挂一个乒乓球 你有何感觉 如果悬挂的是举重的杠铃呢 情景体验2 同一个钢球从不同高度处掉落到沙坑中会有什么不同 探究1 重力势能的大小与那些因素有关呢 定性分析 物体的重量物体的高度 5 美国内华达州亚利桑那陨石坑 这个陨石坑是5万年前 一颗直径约为30 50米的铁质流星撞击地面的结果 这颗流星重约50万千克 速度达到20千米 秒 爆炸力相当于2000万千克梯恩梯 tnt 超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍 爆炸在地面上产生了一个直径约1245米 平均深度达180米的大坑 据说 坑中可以安放下20个足球场 四周的看台则能容纳200多万观众 5 6 重力势能的大小与物体的高度 质量有什么定量关系呢 每一种力做功都对应着一种能量的变化 猜猜看 7 7 wg mghcos0 mgh 重力做功 8 物体沿曲线运动 8 9 物体从a落到b的过程中 重力做功 9 wg mgh 思考 对于上述重力沿不同路径做功的三种情形的分析 你有什么体会 结论 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 不论光滑路径还是粗糙路径 也不论是直线运动还是曲线运动 只要初末状态的高度差相同 重力做的功就相同 wg mgh mgh1 mgh2 初态和末态的表达式均为 mgh 这个 mgh 代表什么 11 10 wg mgh mgh1 mgh2 mgh 是一个具有特殊意义的物理量 12 二 重力做功 三 重力势能表达式ep mgh 11 单位 焦 j 物体的重力势能等于它所受重力与它所处高度的乘积 势能是标量 wg mgh ep1 ep2 一 重力势能的相关因素 重量 高度 重力势能 13 讨论 下图中物体运动时 重力做什么功 物体的重力势能发生怎样的变化 根据分析 你能确定重力做功与重力势能变化有什么关系吗 重力做功和重力势能变化的关系 wg ep1 ep2 1 当物体由高处向低处运动时 重力做正功 即wg ep1 ep2重力势能减小 2 当物体由低处向高处运动时 重力做负功 即wg ep1 ep2重力势能增大 重力做功对应着重力势能的变化 15 二 重力做功 三 重力势能表达式ep mgh 11 wg mgh ep1 ep2 一 重力势能的相关因素 重量 高度 重力势能 1 重力做功与重力势能变化的关系 重力做多少正功重力势能减少多少 重力做多少负功重力势能增加多少 wg ep1 ep2 ep 16 请大家计算 课桌上质量为m的物体 它的重力势能多大呢 h是相对哪个参考平面呢 17 高度是相对的 势能也是相对的 计算要先选定参考平面 在参考面下方的物体的高度是负值 重力势能也是负值 参考平面的选取是任意的 通常选择地面或最低点为参考平面 参考平面的重力势能为零 在参考面上方的物体的高度是正值 重力势能也是正值 势能是标量 表示大小 15 18 例 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 请按要求填写下表 g 10m s2 6j 10j 4j 0 选取不同的参考平面 物体的重力势能的数值不同 1716 19 例 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 请按要求填写下表 g 10m s2 6j 10j 4j 0 10j 10j 减少10j 减少10j 选取不同的参考平面 物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程 wg和 ep与参考面的选择无关 18 20 说明 1 重力是地球与物体之间的相互作用力 严格地说 重力势能是地球与物体所组成的 系统 所共有的 而不是说物体具有重力势能 2 势能是物体系由于其中各物体之间或物体内各部分存在相互作用而具有的能是由各物体的相对位置决定的 所以势能也叫位能 例如 我们以后会学到的分子力与分子势能 电场力与电势能 它们都是系统共有的 都具有类似的功能规律 20 4 势能是系统所共有的 21 20 小结 一 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二 重力势能 地球上的物体具有的与它高度有关的能量 表达式三 重力做功与重力势能变化的关系重力做正功 重力势能减少重力做负功 重力势能增加四 重力势能是相对的 正负表示大小 重力势能的变化是绝对的 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零势能参考面 五 势能是系统所共有的 wg ep 22 1 在雅典奥运会举重男子69公斤级比赛中 中国选手张国政以抓举160公斤 挺举187 5公斤 总成绩347 5公斤获得金牌 这也是中国代表团在本届奥运会上的第11枚金牌 张国政制胜的一举 挺举187 5kg 杠铃被举高约2m 试求 1 杠铃的势能变化多少 2 重力做功多少 3 设挺举过程中 做功时间1s 求运动员发挥的平均功率是多少 奥运物理 24 23 2 如图 质量为m的足球在地面1位置被踢出后落到地面3的位置 在空中达到的最高点2的高度为h 1 足球由位置1运动到位置2时 重力做了多少功 足球克服重力做了多少功 足球的重力势能增加了多少 2 足球由位置2运动到位置3时 重力做了多少功 足球的重力势能减少了多少 3 足球由位置1运动到位置3时 重力做了多少功 足球的重力势能变