高中物理人教版必修二7.4“传递-接受”式教学【教学课件】《重力势能》

1、第七章 机械能守恒定律4.重力势能人民教育出版社 必修2 人民教育出版社 必修2 关于能的概念：关于能的概念：一个物体能够对外做功，则这个物体具有能。一个物体能够对外做功，则这个物体具有能。复习旧课人民教育出版社 必修2 讨论讨论：1 1、请同学们结合生活，列举、请同学们结合生活，列举“物质的物质的不同运动不同运动形式对应着形式对应着不同的能不同的能”的例子。的例子。2 2、请同学们结合生活，列举、请同学们结合生活，列举“各种不同各种不同形式形式的能量可以相的能量可以相互转化，而且在转化过程互转化，而且在转化过程中能量守恒中能量守恒。”的例子。的例子。激发学习动机人民教育出版社 必修2 一、一

2、、功和能的关系功和能的关系通过通过分析下边几个过程中能量的转化情况分析下边几个过程中能量的转化情况，讨论：讨论：“做功就一定有能量发生转化（或者转移）做功就一定有能量发生转化（或者转移）”的观的观点点是否正确？我们能得到什么结论？是否正确？我们能得到什么结论？（1 1）人拉重物在光滑水平面上由静止而运动）人拉重物在光滑水平面上由静止而运动。（2 2）在水力发电厂中，水流冲击水轮机，）在水力发电厂中，水流冲击水轮机，带动带动发电机发电机转动转动（3 3）电力机车在铁路上前进。）电力机车在铁路上前进。讲授新知识结论：结论：做功使不同形式做功使不同形式的能量的能量发生转化。发生转化。人民教育出版社

3、必修2 讨论：讨论：在在能量转化中，能量转化中，做功多少与能量转化（做功多少与能量转化（或者转移或者转移）多少的关系怎样？举例）多少的关系怎样？举例说明。说明。（1 1）举重运动员把重物举起来，对重物做）举重运动员把重物举起来，对重物做了功了功，重物的重力势能增加，重物的重力势能增加，同时运动员消耗同时运动员消耗了体内了体内的化学能，且运动员做了多少功就有的化学能，且运动员做了多少功就有多少化学能多少化学能转转化为重力势能。化为重力势能。（2 2）被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去）被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去，小球，小球的动能增加，同时弹的动能增加，同时弹簧的弹性势能减小簧的弹性势能减

4、小，且，且弹簧对小球做了多少功，就有多少弹性势弹簧对小球做了多少功，就有多少弹性势能转化能转化为为机械能。机械能。 讲授新知识人民教育出版社 必修2 讨论：讨论：1、功和能的联系是什么？、功和能的联系是什么？2、功和能的区别有哪些？、功和能的区别有哪些？讲授新知识人民教育出版社 必修2 1 1、功和能的联系：、功和能的联系：（1 1）功和能都是标量）功和能都是标量（2 2）功是能量转化的量度）功是能量转化的量度（3 3）单位：焦（）单位：焦（J J）2 2、功和能的区别：、功和能的区别：（1 1）功是和物体的运动过程有关的物理量，）功是和物体的运动过程有关的物理量，是一是一个个过程量；能是过程

5、量；能是和物体和物体的运动状态有关的的运动状态有关的物理量物理量，是一个，是一个状态量。状态量。但但功不是能。功不是能。（2 2）做功可以使物体具有的能量发生变化，）做功可以使物体具有的能量发生变化，而且而且物体能量变化的大小是物体能量变化的大小是用做功的多少来用做功的多少来量度的量度的。但。但功和能不能相互转化。功和能不能相互转化。讲授新知识人民教育出版社 必修2 3 3、物体以某一初速度沿粗糙水平面滑动，、物体以某一初速度沿粗糙水平面滑动，摩擦力摩擦力对物体对物体做正功还是负功？物体是获得做正功还是负功？物体是获得能量还是能量还是失去能量？失去能量？结论：结论：功的正负表示能量转化的功的正

6、负表示能量转化的 ，_功使物体获功使物体获得能量，得能量， 功使物体失去能量。功使物体失去能量。增加增加或减少或减少正正负负讲授新知识人民教育出版社 必修2 20022002年月日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发年月日上午，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。生雪崩，造成至少人失踪。 雪崩雪崩2人民教育出版社 必修2 打桩机工作现场打桩机工作现场人民教育出版社 必修2 打夯筑土打夯筑土人民教育出版社 必修2 美国美国内华达州亚利桑那内华达州亚利桑那陨石坑陨石坑。这个陨石坑是。这个陨石坑是5 5万年前万年前，一，一颗直径颗直径约为约为30305050米的铁质流星

7、撞击地面的米的铁质流星撞击地面的结果结果。这颗流星重约。这颗流星重约5050万千克、万千克、速度达到速度达到2020千米千米秒秒，爆炸力相当于，爆炸力相当于20002000万千克梯恩梯万千克梯恩梯(TNT)(TNT)，超超过美国过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面在地面上产生了一上产生了一个直径约个直径约12451245米，平均深度达米，平均深度达180180米米的大坑。据说，坑中可以安放的大坑。据说，坑中可以安放下下2020个足球场个足球场，四周，四周的看台则能容纳的看台则能容纳200200多万观众。多万观众。 美国内华达州亚利桑那陨石坑美国内

8、华达州亚利桑那陨石坑人民教育出版社 必修2 水电站水电站“和平号和平号”空间站残片空间站残片人民教育出版社 必修2 思考：思考：（1 1）俄罗斯俄罗斯“和平号和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达烧时，温度可达30003000，其能量由什么能量转化而来，其能量由什么能量转化而来？（2 2）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里? ? （3 3）水力发电站为什么要修那么高的大坝）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（4 4）在你的头顶上方相同的高度）在你的头顶上方相同的高度, ,分别用细绳

9、悬挂一个粉笔头和分别用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同的铅球，你的感觉有何不同？以上以上问题的根本问题的根本原因是什么？原因是什么？讲授新知识人民教育出版社 必修2 用自己的课本做如下试验用自己的课本做如下试验 1、与高度有关、与高度有关 2、与质量有关、与质量有关 1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉 2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉 探究得到的结论：探究得到的结论：重力势能重力势能: :物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能物体由于被举高而具有的能量叫

10、做重力势能, ,用用E EP P表示。表示。讲授新知识人民教育出版社 必修2 二、二、重力做功的特点重力做功的特点设一个质量为设一个质量为m m的物体，的物体，（1 1）从高度是）从高度是h h1 1的的A A位置位置，竖直竖直向下运动到向下运动到高度是高度是h h2 2的的B B位置；位置；（2 2）从高度是）从高度是h h1 1的的A A位置，沿倾斜直线运动位置，沿倾斜直线运动l l的距离的距离，到达高度是，到达高度是h h2 2的的B B位置；位置；（3 3）从高度是）从高度是h h1 1的的A A位置，位置，沿沿沿沿任一路径，任一路径，运动到运动到高度是高度是h h2 2的的B B位置

11、；位置；探究：根据功的探究：根据功的公式公式，计算计算重力所做的功分别是多少？是否相同？由此得重力所做的功分别是多少？是否相同？由此得到什么结论？到什么结论？ 结论：结论：重力所做的功只跟初位置的高度和末位置的高度有关，重力所做的功只跟初位置的高度和末位置的高度有关，跟物体运动的跟物体运动的路径路径无关。无关。讲授新知识人民教育出版社 必修2 探究探究重力势能的表达式重力势能的表达式：一个质量为一个质量为m m的物体的物体从距从距地高为地高为h h1 1的的A A点点下下落到落到距地高为距地高为h h2 2的的B B点点，求，求重力做的功？重力做的功？由由此得到此得到什么结论？什么结论？ 结论

12、：结论：重力做的功等于物体重力势能重力做的功等于物体重力势能的变化量的变化量W WG G=mgh=mgh1 1mghmgh2 2( (即即W WG G等于等于mghmgh这个量的变化）这个量的变化）讲授新知识人民教育出版社 必修2 探讨：探讨：仔细研究重力势能表达式仔细研究重力势能表达式 E EP P= =mghmgh，从中可以获得哪些信息？从中可以获得哪些信息？(1)(1)重力势能的单位是什么？为什么？重力势能的单位是什么？为什么？(2)(2)重力势能是矢量还是标量？可以为重力势能是矢量还是标量？可以为负值吗？负值吗？(3)(3)重力做功与重力势能变化有何关系？重力做功与重力势能变化有何关系

13、？讲授新知识人民教育出版社 必修2 三、三、重力势能重力势能1 1、定义：物体由于被举高而具有的能叫、定义：物体由于被举高而具有的能叫重力势能重力势能，用用E EP P表示。表示。2 2、公式：、公式：E EP P= =mghmgh物理意义：物理意义：物体的重力势能等于物体的重力和它的高度的物体的重力势能等于物体的重力和它的高度的乘积乘积3 3、重力势能是标量，也是状态量、重力势能是标量，也是状态量单位：焦（单位：焦（J J）讲授新知识人民教育出版社 必修2 4 4、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系 W WG G = Ep = Ep1 1 - Ep - Ep2 2 重

14、力做功重力做功W WG G( (正、负）正、负）重力势能重力势能E EP P（增加、减少）（增加、减少）重力做功和重力重力做功和重力势能变化的关系势能变化的关系物体物体上升上升物体物体下降下降正正负负减少减少增加增加重力做的功等于重力做的功等于重力势能的减少重力势能的减少物体克服重力做的物体克服重力做的功等于重力势能的功等于重力势能的增加增加讲授新知识人民教育出版社 必修2 四、四、重力势能的相对性重力势能的相对性讨论：讨论：1 1、为什么说重力势能具有相对性？、为什么说重力势能具有相对性？参考平面的选取是唯一确定的吗？参考平面的选取是唯一确定的吗？2 2、重力势能的改变与参考面选择有关吗？重

15、力势能的改变与参考面选择有关吗？为什么？为什么？3 3、重力势能为正值、重力势能为正值？表示什么表示什么含义？重力势能为含义？重力势能为负值负值？表示什么含义？表示什么含义？讲授新知识人民教育出版社 必修2 1 1、重力势能的、重力势能的相对性相对性：（：（高度的相对性）高度的相对性）重力势能重力势能的数值与参考面的选择有关的数值与参考面的选择有关。在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的,通

16、常通常选择地面作为参考平面选择地面作为参考平面。2 2、重力势能变化的重力势能变化的确定性：确定性：（高度变化的确定性（高度变化的确定性）重力势能重力势能的改变与参考面选择无关。的改变与参考面选择无关。讲授新知识人民教育出版社 必修2 五、势能是系统所共有的五、势能是系统所共有的重力势能是地球与物体所组成的这个重力势能是地球与物体所组成的这个“系统系统”所共有的，所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。而不是地球上的物体单独具有的。讲授新知识人民教育出版社 必修2 练习练习1 1、 在离地在离地80 m80 m处无初速释放一小球，小球质量为处无初速释放一小球，小球质量为m m200 g200

17、g，不计空气阻力，不计空气阻力，g g 取取10 m/s10 m/s2 2，取地面所在，取地面所在水平面为零势能参考面水平面为零势能参考面。求：求：(1)(1)在第在第2 s2 s末小球的重力势能；末小球的重力势能；(2)(2)在第在第3 s3 s内重力所做的功，重力势能的变化内重力所做的功，重力势能的变化。巩固运用人民教育出版社 必修2 练习练习2 2、如图所示，质量为如图所示，质量为m m物体静止在地面上，物体上物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k k. .现用现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h h，此时物，此时物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。巩固运用人民教育出版社 必修2 请同学们总结本节课内容？请同学们总结本节课内容？检查评价小结：小结：本节课我们学习了：本节课我们学习了：1 1、势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置