高中物理 第四章 机械能和能源 3 势能课件 教科版必修2.ppt

2002年 月 日上午 俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩 造成至少 人失踪 雪崩 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 3 势能 重力势能的大小可能与哪些因素有关 一 重力做功 1 重力做功的特点 当物体的高度发生变化时 重力要做功 物体下降时 物体上升时 重力做正功 重力做负功 wg mgh mg h1 h2 mgh1 mgh2 wg mglcos mgh mg h1 h2 mgh1 mgh2 物体沿曲线运动从a到c 重力做功与路径无关 只跟始末位置的高度差有关 总结几种情况下 物体从a c 重力做功的特点 wg mgh mg h1 h2 mgh1 mgh2 初中时我们已经知道重力势能的大小跟物体的质量和高度有关 根据功和能量变化的关系 在表达式wg mgh1 mgh2中左边的wg是重力所做的功 右边mgh应该是物体的某种能量 二 重力势能1 表达式ep mgh 2 内容 物体的重力势能等于物体的重力和它的高度的乘积 3 势能是标量 4 单位焦耳 j wg ep1 ep2 ep 正 负 减少 增加 重力做的功等于重力势能的减少 物体克服重力做的功等于重力势能的增加 5 重力做功与重力势能变化的关系 三 重力势能的相对性 1 选取不同的参考平面 物体的重力势能的数值是不同的 2 参考平面的选取是任意的 3 通常选择地面作为参考平面 h1 h2 a b 需要先选定参考平面 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 在参考面上方的物体的高度是正值 重力势能也是正值 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 请按要求填写表 g 9 8m s2 5 88j 9 8j 3 92j 0 9 8j 9 8j 9 8j 9 8j 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 四 弹性势能 1 发生形变的物体 在恢复原状时能够对外界做功 因而具有能量 这种能量叫做弹性势能 2 形变程度越大 弹性势能也越大 那么重力势能是谁具有的呢 如果没有地球 有没有重力呢 五 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 不只是重力势能 任何形式的势能 都是相应的物体系统由于其中各物体之间 或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能 是由各物体的相对位置决定的 对于重力势能 其大小由地球和地面上物体的相对位置决定 对于弹性势能 其大小由形变程度决定 而形变程度不同 发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化 因此势能也叫位能 功能关系 重力做功 弹力做功 动能的变化 重力势能的变化 弹性势能的变化 课堂反馈 1 物体在运动过程中 克服重力做功为50j 则 a 重力做功为50j b 物体的重力势能一定增加了50j c 重力做了50j的负功 沿着高度相同 坡度不同 粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端 以下说法正确的是a 沿坡度小 长度大的斜面上升克服重力做的功多b 沿坡度大 粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多c 沿坡度大 粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多d 上述几种情况重力做功同样多 图5表示一个斜抛物体的运动 当物体由抛出位置1运动到最高位置2时 重力做功是多少 重力势能改变了多少 由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时 重力做功和重力势能的变化是多少 由位置1运动到位置3呢