第02节动能势能.ppt

第二节重力势能,第四章机械能和能源,为什么会有这么大的威力？,物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。,质量越大，高度越高，物体的重力势能越大。,我们把这种由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能。,重力势能的大小和什么因素有关？,讨论与交流：重力做的功分别是多少？分析这三种情况，总结重力做功的特点？,一、重力做功,WG=mgh=mg(h1h2)=mgh1mgh2,G,物体沿斜线运动从A到B,A,B,h,L,h1,h2,WG=mgLcos=mgh=mg(h1h2)=mgh1mgh2,G,物体沿曲线运动从A到B,A,B,h,W1=mglcos1=mgh1,W=W1+W2+W3+,W=mgh1+mgh2+mgh3+,=mg（h1+h2+h3),=mgh,=mgh1mgh2,h1,h2,起点,终点,重力做功特点：,起点,终点,重力对物体做功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关。,2、重力做功特点：,重力对物体做功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关。,一、重力做功,1、重力做功,1、如图所示，设想你要从某座高楼的第10层下到第3层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？,答案：相等,练习,1、概念：由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能。,Ep=mgh,3、单位：焦耳，符号：J4、标矢性：重力势能是标量，但有正负之分,2、表达式：,二、重力势能,练习,2、塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？(g=10m/s-2),解：重力做正功为：WG=mg(h1-h2)=14000J重力势能减少，重力势能的减少量为Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J,重力做正功，重力势能减少；重力所做的功等于重力势能的减少量。,练习,3、塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3m的高度匀速运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？(g=10m/s-2),解：重力做负功为：WG=mg(h1-h2)=-14000J物体克服重力做了14000J的功；重力势能增加，重力势能的增加量为Ep2-Ep1=mgh2-mgh1=14000J,物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。,重力做负功，重力势能增加；,如果重力做正功，重力势能减少，WG0，EP1EP2；重力对物体做的功等于重力势能的减少量,如果重力做负功，重力势能增加，WG0，EP1EP2；物体克服重力做的功等于重力势能的增加量,表示物体在初始位置的重力势能表示物体在终点位置的重力势能,三、重力做功与重力势能变化的关系,末态量-初态量,表示“变化量”,末速度-初速度,(1)重力做功是重力势能变化的原因，重力做的功与重力势能的变化量为等值关系，两者均与参考平面的选择无关.(2)重力势能的变化只取决于物体的重力做功的情况,与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关.,随堂练习,1如图所示一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是()A沿AB面重力做功多B沿两个面重力做的功相同C沿AB面重力势能减少多D沿两个面减少的重力势能相同,BD,三、重力势能的相对性,问：小明从五楼的窗台上跳下来为什么会安然无恙？,答：向里跳到五楼的地板上,高度具有相对性,脑筋急转弯,（1）参考平面：物体的高度h总是相对于某一水平面来说的，我们把这个水平面的高度取做0。物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，我们把这个水平面叫作参考平面。在参考平面，物体的重力势能取做0。,如图，质量m=1kg的小球，从桌面上方高h1=1.2m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2=0.8m请按要求填写下表(g=10m/s),结论：选取不同的参考平面,物体的重力势能就不同。,12J,-8J,20J,减少20J,20J,0,20J,减少20J,对一个确定的过程，重力做功和重力势能变化与参考平面的选取无关。,在参考面下方的物体，高度是负值，重力势能为“负”。,在参考面上方的物体，高度是正值，重力势能为“正”；,（3）重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、负。,三、重力势能的相对性,（2）计算重力势能之前需要先选定参考平面。参考平面的选取是任意的，具体要以研究问题的方便为原则。通常选择地面作为参考平面。,讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？,重力势能的正、负可以表示大小，正值大于负值。,重力是地球与物体相互吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力，也不存在重力势能。所以重力势能是物体和地球组成的系统共同具有的，而不是物体单独具有的。平时所说的“物体的重力势能”只是一种简化的说法。,四、重力势能的系统性,小结,一、重力势能概念：由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能。表达式：二、重力做功与路径无关，只与起点和终点的位置的高度差有关三、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、重力势能的相对性重力势能是相对的，正负表示大小。一般以地面或题目中的最低点所在的水平面作为参考平面。五、重力势能的系统性重力势能是物体和地球组成