【物理】74重力势能课件1（人教版必修2）

1、第七章 机械能守恒定律第四节 重力势能人教版必修人教版必修2 20022002年月日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区年月日上午，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。的一个村庄发生雪崩，造成至少人失踪。 雪雪崩崩 美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5 5万年前，一颗万年前，一颗直径约为直径约为30305050米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约5050万万千克、速度达到千克、速度达到2020千米秒，爆炸力相当于千米秒，爆炸力相当于20002000万千克梯恩梯万千克梯恩梯(TNT)(TN

2、T)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面，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上产生了一个直径约12451245米，平均深度达米，平均深度达180180米的大坑。据说，坑米的大坑。据说，坑中可以安放下中可以安放下2020个足球场，四周的看台则能容纳个足球场，四周的看台则能容纳200200多万观众。多万观众。 陨石坑陨石坑美国内华达州亚利桑那美国内华达州亚利桑那疑是银河落九天。飞流直下三千尺，为什么水会往低处流？如何判断一个物体是否具有能量呢？如何判断一个物体是否具有能量呢？初中学过：初中学过：如果一个物体能够对外做功，如果一个物体能够对外做功，这

3、个物体就具有能。这个物体就具有能。静止的物体在没有下落之前储存了与高度有关的能量，静止的物体在没有下落之前储存了与高度有关的能量，(正所谓：蓄势待发）正所谓：蓄势待发）重力势能重力势能通过以下短片观察：通过以下短片观察：通过何种途径能够使重力势能释放出来通过何种途径能够使重力势能释放出来从功和能的关系的角度分析：从功和能的关系的角度分析：又是通过哪个力做功使这种能量释放出来的？又是通过哪个力做功使这种能量释放出来的？ 为什么？为什么？这是一种与高度有关的能量，我们称之为重力势能。这是一种与高度有关的能量，我们称之为重力势能。一、重力的功重力做功有什么特点呢？重力做功有什么特点呢？显然重力势能的

4、释放重力势能的释放，必对应于高度的改变，离不开重力做功离不开重力做功 研究重力做功的特点研究重力做功的特点 设一个质量为设一个质量为m m的物体，沿三种不同路径的物体，沿三种不同路径从高度是从高度是h h1 1的位置，向下运动到高度为的位置，向下运动到高度为h h2 2的位的位置，重力做功各为多少？置，重力做功各为多少？思考：思考：对于上述重力沿不同路径做功的三种情对于上述重力沿不同路径做功的三种情形的分析，你有什么体会？形的分析，你有什么体会？21)1(mghmghmghWG21cos)2(mghmghmghmglWG21321321)()3(mghmghmghhhhmghmghmghmgW

5、G 结论：结论：1 1、物体运动时，重力对它做的功只跟它的、物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点起点和和终点的位置终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。有关，而跟物体运动的路径无关。重力做功的表达式均为：重力做功的表达式均为：W WG G=mgh=mgh1 1-mgh-mgh2 2“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。功的大小都等于物重跟起点高度的乘积功的大小都等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差两者之差 猜想：重力势能的决定因素猜想：重力势能的决定因素自主实验探究自主实验探究 理论探究理论探究质量质量高度高度研究清重力做功的特点后我

6、们定量研究重力势研究清重力做功的特点后我们定量研究重力势能能(做一做：利用身边的物体感受、体会做一做：利用身边的物体感受、体会)根据功和能的关系：根据功和能的关系：重力势能的变化必与重力做功相关重力势能的变化必与重力做功相关 二、重力势能二、重力势能mghEP2 2、重力势能是标量，单位是焦耳（、重力势能是标量，单位是焦耳（J J）阅读思考题：阅读思考题：重力势能的表达式是什么重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述用文字怎样叙述?重力势能是矢量还是标量重力势能是矢量还是标量? 重力势能的单位是什么重力势能的单位是什么?符号是什么符号是什么?1 1、物体的重力势能等于它所受重力与、物体的重力势能

7、等于它所受重力与 所处高度的乘积所处高度的乘积重力做的功等于重力势能的减少量重力做的功等于重力势能的减少量重力做功与重力势能的关系重力做功与重力势能的关系Ep1 =mgh1表示物体在初位置的重力势能表示物体在初位置的重力势能 Ep2=mgh2表示物体在末位置的重力势能表示物体在末位置的重力势能W WG G = = Ep1 Ep2 =( Ep2 Ep1) = Ep重力做功的表达式：重力做功的表达式：W WG G = mgh= mgh1 1-mgh-mgh2 2讨论：讨论：下图中物体运动时，重力做什么功？物下图中物体运动时，重力做什么功？物体的重力势能发生怎样的变化？根据分析，体的重力势能发生怎样

8、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你能确定重力做功与重力势能变化有什么关系吗？系吗？重力做正功重力做正功, ,重力势能减少重力势能减少W WG G00，E EP1P1EEP2P2重力做负功重力做负功, ,重力势能增加重力势能增加W WG G00，E EP1P1EEP2P2重力势能减少的数量重力势能减少的数量等于重力对物体做的功等于重力对物体做的功重力势能增加的数量重力势能增加的数量等于物体克服重力做的功等于物体克服重力做的功通过自主探究、合作交流通过自主探究、合作交流深刻体会：深刻体会：重力势能的相对性重力势能的相对性重力势能差值的确定性重力势能差值的确定性重力势能正、负

9、号的含义重力势能正、负号的含义三、重力势能的相对性三、重力势能的相对性站在高楼的窗台上，你敢不敢向下跳站在高楼的窗台上，你敢不敢向下跳阅读教材该部分内容阅读教材该部分内容把所选高度的把所选高度的起点处起点处的平面叫参考平面的平面叫参考平面. .参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的 . .选取不同的参选取不同的参 考平面，物体考平面，物体 的重力势能的的重力势能的 数值是不同的数值是不同的 . .通常选择通常选择地面地面作为参考平面作为参考平面. .参考平面参考平面h1参考平面参考平面h2=0参考平面参考平面-h31 1、 将参考平面的重力势能取作零。将参考平面的重力势能取作零。2 2、

10、重力势能是标量，其负号、重力势能是标量，其负号仅表示相对大小：仅表示相对大小：正值：位于参考平面以上的物体的势能，正值：位于参考平面以上的物体的势能，EpEp0 0负值：位于参考平面以下的物体的势能，负值：位于参考平面以下的物体的势能，EpEp0 0 ABCh1h2 小球从小球从A A点落点落到到C C点。分别以点。分别以A A，C C水平面为水平面为零势面，计算零势面，计算此小球的重力此小球的重力势能并求势能并求ACAC之之间的势能差。间的势能差。1 1、重力势能是相对的、重力势能是相对的，所选的所选的零势能面不同，重力势能的值是零势能面不同，重力势能的值是不同的，不同的，2 2、但两点间的

11、、但两点间的势能差是绝对的，势能差是绝对的，只取决于两点间的高度差，与零只取决于两点间的高度差，与零势能面的选取无关。势能面的选取无关。四、势能是系统所共有的四、势能是系统所共有的 严格说来，重力势能是地球和物体所组严格说来，重力势能是地球和物体所组成的这个物体成的这个物体“系统系统”所共有的，而不是地所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。球上的物体单独具有的。 平常所说的平常所说的“物体物体”的重力势能，只是的重力势能，只是一种简化的说法。一种简化的说法。分析：分析：EpEpmghmghGmg m:g :h ：由于地球对物体的吸引而产生的由于地球对物体的吸引而产生的决定于物体决定于物体决定

12、于地球决定于地球反映了物体与地球间的相对位置关系反映了物体与地球间的相对位置关系1 1、物体在运动过程中，克服重力做功为、物体在运动过程中，克服重力做功为5050J J，则：（）则：（） A A、重力做功为重力做功为5050J J； B B、物体的重力势能一定增加了物体的重力势能一定增加了5050J J； C C、物体的重力势能一定减少物体的重力势能一定减少5050J J； D D、重力做了重力做了5050J J的负功。的负功。课堂练习课堂练习BD2、如图，质量如图，质量1.0kg的小球，从桌面以的小球，从桌面以h1=2.0m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=1.0m请

13、按要请按要求填写下表求填写下表(g=10m/s2)参参考考平平面面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌桌面面地地面面 20J30J-10J030J30J-30J-30Jh1h2AB 选取不同的参考平面选取不同的参考平面, ,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，对一个确定的过程，W WG G和和E EP P与参考面的选择无关与参考面的选择无关课堂小结课堂小结1.1.物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和物体运动时，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。终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。2.2.物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能 (1)(1)重力势能是标量，单位是焦耳（重力势能是标量，单位