湖南省隆回县万和实验学校高中物理 7.4 重力势能课件 新人教版必修2 .ppt

打桩机 尼亚加拉大瀑布 第四节重力势能 势能 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量 一个新的概念 重力势能 美国内华达州亚利桑那陨石坑 澳大利亚的walfcreek陨石坑 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 情景体验1 若天花板上分别挂一钢球和乒乓球 你在下面有什么不同的感受 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 探究2 物体的重力势能与质量和高度有怎样的定量关系呢 1 探究方法 2 探究过程 功和能的关系 从重力做功探究重力势能的概念 情景体验1 一个质量为m的物体 从高度为h1的位置a竖直向下运动到高度是h2的位置b 这个过程中重力做的功是多少 探究结果 wg mgh1 mgh2 情景体验2 一个质量为m的物体 从高度为h1的位置a沿着倾斜的直线向下运动到高度是h2的位置b 这个过程中重力做的功是多少 l 探究结果 wg mgh1 mgh2 情景体验3 如果这个物体沿任意路径从高度为h1的位置a运动到高度是h2的位置b 这个过程中重力做的功是多少 探究方法 极限法 物体沿曲线运动从a到c 情景体验3 如果这个物体沿任意路径从高度为h1的位置a运动到高度是h2的位置b 这个过程中重力做的功是多少 探究方法 极限法 探究结果 wg mgh1 mgh2 情景体验4 一个质量为m的物体 从高度为h1的位置a竖直向上运动到高度是h2的位置b 这个过程中重力做的功是多少 探究结果 wg mgh1 mgh2 3 探究结果 wg mgh1 mgh2 4 探究结论 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 看起来 物体所受的重力和它所处的高度的乘积 是一个具有特殊意义的物理量 这个物理量一方面与重力所做的功密切相关 另一方面它随着高度的变化而变化 恰与势能的基本特征一致 一 重力做功 二 重力势能 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 2 表达式 3 单位 国际单位 焦耳 j 重力势能是标量 无方向 但有正负 4 重力势能的变化 ep mgh2 mgh1 ep mgh 讨论与交流 1 假设教学楼每层教室的高度是4m 日光灯的质量是1kg 你们目测我们教室上面的灯有多高 灯的重力势能是多少 五楼的同学觉得我们教室上方的灯有多高 重力势能是多少 2 通过上一个问题 请说一说关于重力势能表达式中的 h 你有什么看法 三 重力势能的相对性 定义 选取某一水平面 假定物体在这个水平面上时 重力势能为零 这个平面叫做重力势能的 参考平面 又叫 零势能面 注意 1 重力势能表达式中的 h 是相对于参考平面而言的 物体位于同一位置 取不同的参考平面 它的重力势能值可能不同 所以我们说 重力势能具有 相对性 参考平面的选取是任意的 2 物体位于参考平面之上时 重力势能为 正 位于参考平面之下时 重力势能为负 正负表示大小 四 重力做功与重力势能的变化 探究 桌面高1米 一质量为1千克的小球 从离桌面1米高的a处自由落下 不计空气阻力 在这个过程中 分别以1 a处所在平面为参考平面 2 桌面为参考平面 3 地面为参考平面 求重力做的功和重力势能的变化 思考 分析上表中的数据 你可以得到什么样的结论 四 重力做功与重力势能的变化 结论1 重力对物体做了多少正功 物体的重力势能就减少多少 重力对物体做了多少负功 重力势能就增加多少 结论2 物体的重力势能与参考面的选取有关 具有相对性 重力势能的变化 和重力做功与参考平面的选取无关 是绝对的 五 重力势能的系统性 严格说来 重力势能是地球和物体所组成的这个物体 系统 所共有的 而不是地球上的物体单独具有的 平常所说的 物体 的重力势能 只是一种习惯简化的说法 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 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 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