重力势能 PPT课件

1、.,1,2.重 力 势 能,.,2,一、重力做的功 【思考】如图所示,小球从A点运动到B点,三种情况下,重力对小球做功相等吗?,.,3,1.过程推导:甲:WG=mgh=_ 乙:WG= =mgh=_ 丙:把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2每一 小段都可以近似地看作一段倾斜的_,设每段小斜 线的高度差分别为h1、h2物体通过整个路径时 重力做的功WG=mgh1+mgh2+=mg(h1+h2+)= mgh=_,mgh1-mgh2,mgh1-mgh2,直线,mgh1-mgh2,mglcos,.,4,2.结论:物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和 终点的_有关,而跟物体运动的_无关。,

2、位置,路径,.,5,二、重力势能,小明采用三个体积相同而质量不同的小球做实验实验时分别将小球由某个高度自由落下，然后观察在松软的花泥上砸出的痕迹，从而判断重力势能的大小，实验过程及现象如图所示（m钢m玻m木）实验（a）、（b）、（c）是在研究重力势能与_是否有关,分析整个实验及观察到的现象，可归纳得出初步结论：_,.,6,1.意义:物体由于位于_而具有的能。 2.相关因素: (1)物体的_。质量越大,重力势能_。 (2)物体所处的位置_。高度越高,重力势能_。 3.表达式:Ep=_。,高处,质量,越大,高度,越大,mgh,.,7,甲:WG=mgh=_ 乙:WG= =mgh=_,mgh1-mgh

3、2,mgh1-mgh2,mglcos,WG=,Ep1-Ep2,4.重力做功与重力势能的关系:,Ep1表示物体在初位置的重力势能 Ep2物体在末位置的重力势能),.,8,(2)两种情况: 物体由高处运动到低处时,重力做_,重力势能 _,即WG_0,Ep1_Ep2。 物体由低处运动到高处时,重力做_,重力势能 _,即WG_0,Ep1_Ep2。,正功,减少,负功,增加,.,9,三、重力势能的相对性 1.重力势能的标矢性:重力势能是_(A.标量B.矢 量)。 2.重力势能的相对性: (1)参考平面:物体的重力势能总是相对于某一_ 来说的,在参考平面上,物体的重力势能取作_。,A,水平面,0,.,10,

4、(2)相对性:选择不同的参考平面,物体重力势能的数值 _(选填“相同”或“不同”)。 (3)正负的含义:参考平面上方物体的重力势能是_, 参考平面下方物体的重力势能是_。,不同,正值,负值,.,11,四、弹性势能 【思考】 光滑水平面上把物块向左压弹簧一定距离后处于静止状态,然后释放物块,会看到什么现象?说明了什么?,.,12,1.定义:发生_的物体的各部分之间,由于有 _的相互作用,也具有势能,这种势能叫作弹性势 能。 2.弹簧的弹性势能:弹簧的长度为原长时,弹性势能为 _;弹簧被_或被_时,就具有了弹性势能。,弹性形变,弹力,零,压缩,拉长,.,13,3.弹力做功与弹性势能的变化: 弹簧弹

5、力做正功,弹簧的弹性势能_;弹簧弹力做负 功,弹簧的弹性势能_。 4.弹性势能大小的相关因素: (1)弹簧的_。 (2)弹簧的_。,减小,增大,劲度系数,形变量,.,14,一重力做功的特点 1.做功表达式:WG=mgh=mgh1-mgh2,式中h指初位置与末位置的高度差;h1、h2分别指初位置、末位置的高度。 2.做功的正负:物体下降时重力做正功;物体被举高时重力做负功。,.,15,3.做功的大小:重力对物体做功的大小只跟物体的起点 与终点的高度有关,与物体运动的路径无关。,.,16,【典例示范】 如图所示,游乐场中,从高处A到水平面B处有两条长度相同的轨道和,其中轨道光滑,轨道粗糙。质量相等

6、的小孩甲和乙分别沿轨道和从A处滑向B处,两人重力做功分别为W1和W2,则(),A.W1W2 B.W1W2 C.W1=W2 D.因小孩乙与轨道的动摩擦因数 未知,故无法比较重力做功的大小,C,.,17,【母题追问】 1.如图所示,物体m沿不同的路径和从A滑到B,则重力所做的功为() A.沿路径重力做功最大 B.沿路径重力做功最大 C.沿路径和重力做功一样大 D.条件不足不能判断,C,.,18,质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下,经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达高 的D点时,速度为零,在这个过程中,重力做功为(),A. B. C.mgh D.0,A,.,19,【补偿训练】 1.将

7、一个物体由A处移到B处,重力做功() A.与运动过程是否存在阻力有关 B.与运动的具体路径有关 C.与物体运动速度大小有关 D.与运动物体本身的质量有关,D,.,20,2.如图所示,桌面离地面的高度是0.8 m,坐标系原点O 定在桌面上,向下方向为坐标轴的正方向,g取10 m/s2。 通过测量,确定质量m=1.0 kg的物体从O运动到B处过 程中,重力做的功约是() A.8 J B.5 J C.-5 J D.-13 J,C,.,21,二重力势能的特点 1.重力势能的性质: (1)相对性:Ep=mgh中的h是物体重心相对参考平面的高度。参考平面选择不同,则物体的高度h不同,重力势能的大小也就不同

8、,所以确定某点的重力势能首先选择参考平面。,.,22,(2)系统性:重力是地球与物体相互吸引产生的,所以重力势能是物体和地球组成的系统共有的,平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化说法。 (3)标矢性:重力势能是标量,只有大小,没有方向,但有正负。重力势能正负的含义:正值表示物体处于参考平面上方,负值表示处于参考平面的下方。,.,23,2.重力做功与重力势能改变的关系: (1)表达式WG=Ep1-Ep2 。 (2)重力做多少正功,重力势能减小多少;重力做多少负功,重力势能增加多少。,=-Ep,（EpEp2-Ep1）,.,24,【思考讨论】 情境:如图所示,质量为m的幼儿园小朋友在玩滑梯。,讨

9、论: (1)在最高点(高度为h)和地面的重力 势能各是多少? (2)下滑过程中重力做多少功?重力势 能如何变化?(选地面为参考面),mgh,重力势能减小了mgh。,mgh,0,.,25,【典例示范】 如图所示,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,假设以桌面处为参考平面,则小球落到地面前瞬间的重力势能及整个过程中重力势能的变化量为(),A.mgh,mg(H+h) B.mgH,-mg(H+h) C.mg(h+H),mg(H-h) D.-mgh,-mg(H+h),D,.,26,【规律方法】重力势能的求解方法 (1)定义法:选取参考平面,确定物体相对参考平面的高度h,代入

10、Ep=mgh求解重力势能。 (2)变化量法:重力势能的变化量Ep=Ep2-Ep1, 故Ep2= Ep1+Ep或Ep1=Ep2-Ep。,(3)WG和Ep关系法:由WG= -Ep = Ep1- Ep2,.,27,【素养训练】 1.如图所示,对正在空中匀速上升的无人机分析,下列说法正确的是() A.重力做正功,重力势能减小 B.重力做负功,重力势能增加 C.合力做正功,重力势能减小 D.合力做负功,重力势能增加,B,.,28,2.如图所示,甲、乙是两个质量不同的物体m甲Ep2B.Ep1Ep2 C.Ep1=Ep2D.无法判断,A,.,29,【补偿训练】(多选)抢运救灾物资时,小张将质量为 20 kg的

11、物体提高1.5 m,交给站在车上的小李,小李又将物体提高1.5 m摆放到位,如图所示。若选不同的参考平面,则两个人在提高物体的过程中(),A物体重力势能的增加量不同 B物体重力势能的增加量相同 C重力对物体做功不等 D重力对物体做功相等,B、D,.,30,三弹性势能的特点 1.弹性势能的性质: (1)系统性:弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量,因此弹性势能具有系统性。,.,31,(2)相对性:弹性势能的大小与选定的零势能位置有关,对于弹簧,一般规定弹簧处于原长时的势能为零势能。 2.弹性势能与弹力做功的关系:弹性势能的变化只与弹力做功有关,弹力做负功,弹性势能增大

12、,反之则减小。,.,32,【思考讨论】 小朋友用力把弹簧拉长,小朋友对弹簧做什么功?弹簧弹性势能如何变化? 提示:做正功,增加。,.,33,【典例示范】 如图所示,一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧,弹簧被物体压缩,在此过程中以下说法正确的是(),A.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 B.物体向墙壁运动相同的位移,弹力做的功不相等 C.弹力做正功,弹簧的弹性势能减小 D.弹簧的弹力做负功,弹性势能增加,B、D,.,34,【素养训练】宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”中蕴含了一些物理知识。关于拉弓过程,下列说法正确的是() A.人对弓的作用力大于弓对人的作用力

13、B.人对弓的作用力小于弓对人的作用力 C.弓的弹性形变越大,弹性势能就越大 D.弓的弹性形变越大,弹性势能就越小,C,.,35,1.如图所示,质量相等的两木块中间连有一弹簧,今用 力F缓慢向上提A,直到B恰好离开地面。开始时物体A 静止在弹簧上面。设开始时弹簧的弹性势能为Ep1,B刚 要离开地面时,弹簧的弹性势能为Ep2,则关于Ep1、Ep2大 小关系及弹性势能变化Ep说法中正确的是() A.Ep1=Ep2B.Ep1Ep2 C.Ep0D.Ep0,A,.,36,【解析】选A。开始时弹簧形变量为x1,有kx1=mg。设B离开地面时形变量为x2,有kx2=mg。由于x1=x2所以Ep1= Ep2,Ep=0,A正确。,.,37,2.一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,如图所示,经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处,则 (),A.h越大,弹簧在A点的压缩量越大 B.弹簧在A点的压缩量与h无关 C.h越大,最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能越大 D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大,B,.,38,【解析】选B。最终小球静止在A点时,通过受力分析,小球自身重力mg与弹簧的弹力kx大小相等,由mg=kx得,弹簧在A点的压缩量x与h无关,弹簧弹