74《重力势能》

1、第四节 重力势能在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能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 那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢?演示实验：在一个透明的玻璃容器内演示实验：在一个透明的玻璃容器内装上沙子装上沙子实验一实验一 让铁钉和铅笔从同一高度释放，观察让铁钉和铅笔从同一高度释放，观察铁钉和铅笔落在沙子中深度。铁钉和铅笔落在沙子中深度。实验二实验二 让两个铁钉从不同一高度释放，观察让两个铁钉从不同一高度释放，观察铁钉落在沙子中深度。铁钉落在沙子中深度。结论：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，结论

2、：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越高，重力势能就越且物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大大物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2 物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从 A A 到到 B BABhLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2第二种第二种物体物体沿曲线沿曲线运动运动 从从 A A 到到 B Bh1h2h3ABh2h1hAh 1L LW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+ W=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3

3、+ =mg （h 1+ h 2 + h 3 )=mg h =mgh1mgh2WG=mgh=mgh1-mgh2ABh2h1hAhBmABhmL2h1h1h2h1h2h2h1h1h2h1. 定义：定义：物体的重力势能等于它所受物体的重力势能等于它所受重力重力与所处与所处高度高度的乘积。的乘积。（参考平面（参考平面零势能面）零势能面）2. 大小：大小：Ep= mgh（h 物体重心到零势能面的高度）物体重心到零势能面的高度）3. 单位：单位：焦焦（耳）（耳）J 1 J = 1 kgms-2m = 1 Nm4. 标量标量，状态量状态量。5. 重力势能的变化量：重力势能的变化量： EP = mgh2 mg

4、h16. 重力势能的系统性：重力势能的系统性：重力势能属于重力势能属于物体和地球组成的物体和地球组成的系统系统 。WG = EP1EP2 = （EP2EP1） = EP1. 物体下降，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少物体下降，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的数量等于重力做的功。的数量等于重力做的功。2. 物体上升，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加物体上升，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功。的数量等于物体克服重力所做的功。4. 参考平面（零势能面）的选取是任意的，通常选择参考平面（零势能面）的选取是任意的，通常选择地面作为参考平面。地面作为

5、参考平面。2. 参考平面：参考平面：选定某一个水平面，并把这个水平面的选定某一个水平面，并把这个水平面的高度定为零，则物体在该平面上的重力势能为零。高度定为零，则物体在该平面上的重力势能为零。(又又称零势面称零势面)3. 对选定的参考平面而言：对选定的参考平面而言：在参考平面上方的物体，在参考平面上方的物体，高度是正值，重力势能也是正值；在参考平面下方的高度是正值，重力势能也是正值；在参考平面下方的物体，高度是负值，重力势能也是负值。物体，高度是负值，重力势能也是负值。1. 由于高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性。由于高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性。hhhEPA= =2mghE

6、PA= = 0EPA= -= -mgh例例2. 如图，质量如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上的小球，从桌面以上 h1 = 1.2 m 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 = 0.8 m。关于小球的重力势。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。能，请按要求填写下表。( g = 10 m/s2 )参考参考平面平面在在A点点在在 B点点下落过程下落过程重力做功重力做功重力势能变重力势能变化化桌面桌面地面地面6 J10 J4 J010 J10 J减少减少10 J减少减少10 J h1h2AB选择不同的参考平面，物体选择不同的参考平面，物体的重力势的重力势能不同

7、。能不同。相对性相对性重力做功和重力势能的变化与参考平重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。面的选择无关。绝对性绝对性重力势能是我重力势能是我自己的自己的！重力势能属于重力势能属于物体和地球组成的系统物体和地球组成的系统 . .五、重力势能的系统性五、重力势能的系统性平常所说的平常所说的“物体物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。的重力势能，只是一种习惯简化的说法。1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：vA、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；vB、物体克服重力做

8、功时，物体的重力势能一定增加；物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；vC、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；vD、重力做功的多少与参考平面的选取无关。重力做功的多少与参考平面的选取无关。 ABD2、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50J，则：则：vA、重力做功为重力做功为50J；vB、物体的重力势能一定增加了物体的重力势能一定增加了50J；vC、物体的动能一定减少物体的动能一定减少50J；vD、重力做了重力做了50J的负功。的负功。BD301.重力做功：与起点和终点的位置有关与物重力做功：与起点和终点的位置有关与物 体的路径无关体的路径无关2.重力势能：物体的重力势能等于它所受的重力势能：物体的重力势能等于它所受的 重力和所处高度的乘积重力和所处高度的乘积 Ep