重力势能资料PPT课件

.,1,2011-5-7,、重力势能,疑是银河落九天。飞流直下三千尺，,为什么水会往低处流？,.,2,.,3,2002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,2,.,4,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3050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,.,5,水电站,“和平号”空间站残片,.,6,这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。,功是能量转化的量度,能量标志着物体做功本领大小,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,.,7,2、影响重力势能的因素有哪些？,思考：,1、重力势能的定义是什么？,物体由于被举高而具有的能量。,质量,高度,越大,重力势能越大,猜想：,探究：,用自己的课本做下列实验：,实验一：同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉,实验二：不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉,.,8,物体竖直下落,h,物体沿斜线运动,L,物体沿曲线运动,重力做功的特点,探究：,质量为m的物体，沿不同路径从高度是h1的位置，向下运动到高度为h2的位置，重力做功各为多少？,.,9,重力做功的特点,探究：,hn,.,10,一、重力做的功,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。,1、重力做功的特点,2、重力做功数值等于重力与高度差的乘积。,WG=mgh=mgh1-mgh2,“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。,.,11,二、重力势能,1、物体凭借其位置而具有的能叫重力势能,2、表达式：,m：质量,g：重力加速度,h：所处位置的高度,3、重力势能是标量，单位是焦耳（J）,物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。,4、重力做功与重力势能的关系,WGEP1EP2-EP,初位置重力势能,末位置重力势能,.,12,讨论：,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？,重力做正功,重力势能减少,重力做负功,重力势能增加,4、重力做功与重力势能的关系,WGEP1EP2-EP,二、重力势能,V,V,物体克服重力做的功等于重力势能的增加量,重力做的功等于重力势能的减少量,重力做功是重力势能变化的量度.,.,13,练习,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？若物体加速或减速下降呢？(g=10m/s-2),分析：重力做功为：WG=mg(h1-h2)=14000JWG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J重力势能减少了14000J,请同学们完成,重力做正功重力势能减少,.,14,练习,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？若物体加速或减速上升呢？(g=10m/s-2),分析：重力做功为：WG=mg(h1-h2)=14000JWG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J重力势能增加了14000J,请同学们完成,重力做负功重力势能增加,.,15,重力势能的正负：表示大小功的正负：表示动力做功或阻力做功矢量的正负：表示方向,总结与提升：物理量正负号的含义,.,16,将一个质量为5kg的铁球放在4楼一张1.5m高的桌子上，已知每层楼的高度均为2.5m，求铁球的重力势能.,思考：,若选桌面为参考平面，并将铁球放在桌面以下1m处，则铁球的重力势能为多少？,重力势能具有相对性，与零点选取有关。（因此在表达重力势能时，要指明势能零点的位置.）,.,17,1、参考平面：,规定高度为零的水平面。,一般选地面为参考平面。,参考平面,特点：,（零势能面）,三、重力势能的相对性,在参考平面上方,2、重力势能的正、负表示大小,在参考平面下方,重力势能：3J5J,.,18,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,同上,重力势能与参考平面的选取有关，但重力势能之差却与参考平面的选择无关。,练习：,重力势能的相对性,重力势能之差的绝对性,注意：,.,19,四、重力势能的系统性,重力势能是地球和物体系统所共有的。通常讲物体具有重力势能为习惯说法。,其他形式的势能：,弹性势能、分子势能、电势能,重力势能的应用：,.,20,二、重力势能：物体凭借其位置而具有的能。,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,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零势能参考面。五、势能是系统能，指系统所有。,.,21,课后作业,必作：课本“问题与练习”第1、2题。选作：一质量为5kg的小球从5m高处下落,碰撞地面后弹起,每次弹起的高度比下落高度低1m,求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功?(g=10m/s2),250J,.,22,1、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、物体的重力势能一定减少50J；D、重力做了50J的负功。,BD,2、一人托20N的物体先竖直向下移动0.5m，接着水平移动1m。这过程中，重力做功为J，物体的重力势能减少量为J。,10,10,练习：,.,23,3.关于重力势能，下列说法中正确的是（）A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能减少了D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功,D,练习：,.,24,2011-5-7,4、在排球比赛中，某运动员用400N的力把质量为270g的排球从2.8m的高度扣向对方的场地中，在球被扣到落地过程中，排球的重力势能变化了多少？（g取10m/s2）,解：选地面为参考平面，则h2.8mEPmgh0.27102.8J7.56J答：势能减少了7.56J。,研究重力势能问题的步骤：1、选取研究对象；2、选择参考平面；3、确定物体初末位置相对参考平面的高度；4、利用重力做功合重力势能改变的关系。,.,25,5、用定滑轮从井中向上提水，已知一桶水的重量为200N，以地面为参考平面，1）当水桶在井下5m深处时，水的重力势能为多少？2）将水桶提到离地面0.8m高处时，水的重力势能为多少？3）在这个过程中，水的重力对水做的功为多少？,-1000J160J-1160J,.,26,6、起重机g/4的加速度将质量为m的物体均匀减速的沿竖直方向提升高度h,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？合力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？,3mgh/4mgh-mghmgh,WGEP1EP2=EP,.,27,祝,您,学业有成,.,28,【触类旁通】1小球从O点沿曲线滑至C点，滑行路程为l，如图743所示图中各点对应的高度分别为hO0、hA、hB和hC，,则重力对小球做的功为(,),C,AmghACmghC,BmghBDmgl,图743解析：小球在重力方向的有效位移为hOhChC，因此重力做功为mghC.,.,29,2如图744所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能,),A,为零，则小球落到地面前瞬间的重力势能为(图744AmghBmg(Hh)CmgHDmg(Hh),.,30,3.质量为3kg的物体放在高4m的平台上,取g10m/s2.,求：,(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？,(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做,的功是多少？,.,31,解：(1)相对于平台表面h0，故Epmgh0.(2)相对于地面，物体的重力势能为Epmgh3104J120J.,(3)物体从平台表面下落到地面上，以平台为参考面，有Ep10,Ep2mgh310(4)J120J故EpEp2Ep1120J,重力势能减少了120J，重力做的功为WGEp120J.,.,32,4：如图所示,桌面距地面0.8m,一物体质量为2kg,放在距桌面0.4m的支架上.取地面为零势能参考平面.（1）计算物体下落到桌面过程中重力做的功；（2）计算物体由支架下落到桌面过程中,重力势能变化了多少；（3）计算物体在支架上具有的势能.,(1)W=mgh=8J;(2)