物理课件讲解：势能.ppt

早在伽利略的单摆实验里，就曾触及运动物体会受到某种不变的物理量来支配。,势能,一、直线路径1.重力作功：质量m的物体在地表附近重力为Fg，物体自高度y初处，自由下落至高度y末处。重力对此物体所作的功为：,W重力FgS(mg)(y末y初)mgy初mgy末,2.功能定理所述：(1)重力对物体所作的功：视为物体在不同位置y初与y末所对应之一种新的能量变化量，将此仅与位置有关。(2)势能量值：一种新物理量Umgy称之为重力势能或简称为势能。（gravitationalpotentialenergy）,3.势能差：重力对物体所作的功等于物体之初重力势能与末重力势能的差。W重力U初U末U式中之U习惯定义为U末U初,4.结论：(1)重力势能反应出物体距离地球表面某一高度所对应的能量。(2)重力势能Ug(地表附近)：mgy三者相乘的结果。(3)重力势能单位：焦耳(J)。(4)关系：重力势能只和物体距地面的垂直高度有关。,(5)解题时：(a)首先需建构一个参考平面（零位面），将某一势能值设定在该平面上，通常都会将它定为零。(b)例：若以地面作为重力势能的参考面，即物体在地面时的重力势能取为零，则Ug（0）0，物体在位置坐标y的重力势能，Ug（y）mgy。(6)势能计算：仅和相对位置坐目标差值有关。,二、斜面路径1.状态：质量为m物体受重力作用沿一光滑倾斜面自顶端y初高度处，下滑至垂直高度为y末之处(设底面位置为0，向上为正)。,2.分析：(1)物体两力情况：(a)正向力：其方向与路径方向垂直，作功为零。(b)重力：其方向与路径方向不垂直，作功为不为零。(2)推论结果：合力对物体所作的功，即为重力对此物体所作的功。,3.重力对物体作功情况：W重力FgSmgScos：为重力与物体运动方向的夹角，Scos：即为垂直高度差y初y末因此：W重力mg（y初y末）mgy初mgy末U初U末,4.结论：(1)重力作功于斜面路程，等于物体的初势能与末势能的差。(2)可看出，重力势能Umgy只与质量及物体在重力方向的坐标y有关。,三、任意路径1.状态：质量为m的物体受重力作用，若沿着任意路径，自离水平面垂直高度为y初处，运动至垂直高度为y末处，如下图。,2.分析：(1)简化方法：将物体运动路径切割成许多小区间，即为重力对此物体在每一个小区间所作功之和：,图有问题,W重力FgS,(2)近似：若取y至y1的一段小区间，可将看成路径接近一斜直线（斜面路径）。,(3)计算：(a)区段：因此FgSmg(Scos)其中Scos：等于物体每区段垂直下降的距离。(b)整体：重力沿任意路径所作的功为：W重力mg（y0y1）（y1y2）（yn2yn1）（yn1yn）mg（y初y末）mgy初mgy末U初U末,(4)结论：(a)任意路径的重力作功=物体的初重力势能与末重力势能之差。(b)仅与起点及终点之间的垂直高度差有关。,质量为2.0kg的物体，若在重力作用下，可自A点沿着三种不同的路径到达B点，如右图所示。求沿着此三种不同路径，重力对物体所作的功各为多少？【相关练习：习题1.】,范例9-1,1.重力对物体沿着一路径所作的功等于沿着各部分路径所作的功之和，即若，则。,1.重力对物体所作的功，仅与起点、终点的垂直高度差有关。,2.若重力与路径垂直，则功；若与同向，则功WFgS；若与反向，则功WFgS。,沿着路径、与重力对物体所作的功分别为,W12.09.8（2.00