2019-2020学年高中物理 第7章 机械能守恒定律 第4节 重力势能课件 新人教版必修2

第4节重力势能,学习目标1理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对性。2知道重力做功和重力势能的改变的关系。3理解重力做功与路径无关的特点。,一、重力做的功1特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的_和的位置有关，而跟物体运动的路径。2大小：等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者，wg。,起点,终点,无关,之差,mgh1mgh2,自主思考判一判1(1)物体只要运动，其重力一定做功。()(2)物体的高度只要发生变化，其重力一定做功。()(3)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。(),二、重力势能1定义：物体由于而具有的能量。2大小：物体的重力势能等于它所受与所处的乘积，表达式为。3单位：_，与功的单位相同。,被举高,重力,高度,epmgh,焦耳,4重力做功与重力势能变化的关系表达式：。(1)当物体从高处运动到低处时，重力做功，重力势能，即wg0，ep1ep2。(2)当物体由低处运动到高处时，重力做功，重力势能，即wg0，ep1ep2。重力做负功也叫做。,wgep1ep2,正,减小,负,增加,克服重力做功,自主思考判一判2(1)重力势能ep12j，ep23j，则ep1与ep1方向相反。()(2)同一物体的重力势能ep12j，ep23j，则ep1ep2。(),三、重力势能的相对性和系统性1相对性重力势能总是相对选定的而言的。(该平面常被称为零势能面)2标矢性重力势能为，其正负表示重力势能的大小。物体在参考平面上方时，重力势能为值；在参考平面下方时，重力势能为值。3系统性重力势能是与所组成的系统共有的。,参考平面,标量,正,负,地球,物体,1重力势能是状态量：重力势能描述了物体所处的一定状态，与物体所处的位置或时刻相对应。2重力势能的正负：重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正负，重力势能的正负表示比零势能大，还是比零势能小。对于选定的参考平面，物体在参考平面上方时，重力势能为正；在参考平面下方时，重力势能为负；在参考平面上时，重力势能为零。正的重力势能大于负的重力势能。,考点一对重力势能及变化的理解,3重力势能的相对性：由于重力势能表达式为epmgh，高度h的相对性决定了重力势能具有相对性。对于同一物体，选取不同的水平面作为参考平面，其重力势能具有不同的数值，即重力势能的大小与参考平面的选取有关。4重力势能变化量的绝对性：物体在两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体的重力势能的变化量与参考平面的选取无关。,5重力势能的系统性：重力是地球对物体吸引而产生的，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这个系统共同具有的，平时所说的“物体的重力势能”只是一种简化的说法。,1关于重力势能，下列说法正确的是a重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的b处在同一高度的物体，具有的重力势能相同c重力势能是标量，不可能有正、负值d浮在海面上的小船的重力势能一定为零,题组通关,解析重力势能具有系统性，重力势能是物体与地球共有的，故a正确。重力势能等于mgh，其中h是相对于参考平面的高度，参考平面不同，h不同，质量不一定相同，故处在同一高度的物体，其重力势能不一定相同，选项b错误。重力势能是标量，但有正负，负号表示物体在参考平面的下方，故c错误。零势能面的选取是任意的，并不一定选择海平面为零势能面，故浮在海面上的小船的重力势能不一定为零，选项d错误。答案a,a若以地面为参考平面，分别为：mgh，增加mg(hh)b若以桌面为参考平面，分别为：mgh，增加mg(hh)c若以地面为参考平面，分别为：0，减少mg(hh)d若以桌面为参考平面，分别为：mgh，减少mg(hh),解析以地面为参考平面，小球落地时的重力势能为0，整个下落过程中重力势能减少了mg(hh)，故a错误，c正确。以桌面为参考平面，小球落地时的重力势能为mgh，整个下落过程中重力势能减少了mg(hh)，故b错误、d正确。答案cd,3(2018浙江选考)如图742所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的a、b处，a、b两点水平距离为16m，竖直距离为2m，a、b间绳长为20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从a处滑到b处。以a点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态),答案b,考点二重力做功与重力势能的比较,1重力做功与重力势能的比较,2.重力做功与重力势能变化关系的理解、应用(1)无论物体是否受其他力的作用，无论物体做何种运动，关系式wgep总是成立的。(2)利用关系式wgep可由重力做功的正负及大小判断重力势能的增减及大小，反之也可以由重力势能的增减及大小判断重力做功的正负及大小。,例题,名师点拨1重力势能的大小与零势能面的选取有关。2重力做功、重力势能的变化量与零势能面的选取无关。3计算重力做功、重力势能、重力势能的变化量时要注意区别其正、负。,1(多选)有关重力势能的变化，下列说法中正确的是a物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1j，但物体重力势能的增加量有可能不是1jb从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的,变式训练,c从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的d物体运动中重力做功是1j，但物体重力势能的增加量不是1j,解析据重力做功的特点：与经过路径无关，与是否