【课件】重力势能课件-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

1、 20112011年的第一场雪，比年的第一场雪，比以往来的更晚一些以往来的更晚一些 蓬松的白雪，给人以恬蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而雪崩静、美丽的感觉。然而雪崩爆发时，以排山倒海之势，爆发时，以排山倒海之势，推毁沿途一切，给人类、自推毁沿途一切，给人类、自然界带来不尽的灾难然界带来不尽的灾难绝美面具下的死神绝美面具下的死神！一个大缸一个大缸 放在你脚边，有何感觉？放在你脚边，有何感觉？ 如果把它高高的悬挂在你的头顶上呢？如果把它高高的悬挂在你的头顶上呢？淡定中！淡定中！Help! 人类认识重力势能是从恐惧到挑战人类认识重力势能是从恐惧到挑战直到合理改造的过程直到合理改造的过程WF

2、l cos1、功的定义式、功的定义式FlFF功具有累积性功具有累积性2、思考：思考： 重力势能可能与什么重力势能可能与什么 因素有关呢？因素有关呢？ 重力势能与质量、高度有关重力势能与质量、高度有关思考：思考：重力势能与质量、高度的定量关系重力势能与质量、高度的定量关系是什么？重力势能是否与重力做功有关呢？是什么？重力势能是否与重力做功有关呢？类型类型3类型类型2类型类型1BBh1h2h3hh1h2Amg类型类型1:1:类型类型2:2:类型类型3:3:A1A2A3WGmghmgh1mgh2WGmgl cosmghmgh1mgh2WGmgh1mgh2mgh3 mghmgh1mgh2lBmgAAm

3、g思考：重力做功的特点是什么？思考：重力做功的特点是什么？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，只跟它受的重力有关，而跟终点的位置有关，只跟它受的重力有关，而跟物体运动的路径无关。物体运动的路径无关。WGmgh1mgh2思考：初态和末态的表达式均为思考：初态和末态的表达式均为“mgh”，这个，这个“mgh”代表什么？代表什么？一、重力做功的特点：一、重力做功的特点：物体的重力势能等于它所受的重力与所处物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积高度的乘积EPmgh标量、状态量标量、状态量二、重力势能二、重力势能物体由于被举高而具有的能

4、物体由于被举高而具有的能1、定义：、定义：2、单位：、单位：焦耳（焦耳（J）3、标矢性：、标矢性：hm思考：思考：1、重力做功与重力势能变化的关系怎样、重力做功与重力势能变化的关系怎样?2、重力势能的、重力势能的增、减增、减与与重力做功重力做功正、负正、负的关系？举例说明的关系？举例说明问题与思考？问题与思考？1、当物体由高处向低处运动时：、当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即重力做正功，即WG，EP1EP2重力势能减小重力势能减小2、当物体由低处向高处运动时：、当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即重力做负功，即WG，EP1EP2重力势能增大重力势能增大WGmgh1mgh2初态的重力势

5、能初态的重力势能末态的重力势能末态的重力势能重力做重力做的功的功三、重力做功与重力三、重力做功与重力势能变化之间的关系势能变化之间的关系BAmghh1h2WGEP1EP2EP重力做功对应着重力做功对应着重力势能的变化重力势能的变化一个跳水运动员质量一个跳水运动员质量m，身，身高高L,站在高为站在高为H的跳台上，的跳台上，关于估算此时运动员的重力关于估算此时运动员的重力势能的结果可能正确的是？势能的结果可能正确的是？A、0 B、2mgL)(2LHmg CD2mgLABCD很诡异！ 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？ 2.2.何为参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？何

6、为参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？ 3.3.选择不同的参考平面，物体的重力势能的值选择不同的参考平面，物体的重力势能的值 是否相同？是否会影响有关重力势能问题的是否相同？是否会影响有关重力势能问题的 研究？研究？ 4.4.如果物体在参考平面的上方，重力势能取什如果物体在参考平面的上方，重力势能取什 么值？么值？ 表示什么含义？表示什么含义？ 5.5.如果物体在参考平面的下方，重力势能取什如果物体在参考平面的下方，重力势能取什 么值？表示什么含义？么值？表示什么含义？ 6.6.为什么说为什么说“势能是系统所共有的势能是系统所共有的”？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

7、对性？2.2.何为参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？何为参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？3.3.如果物体在参考平面的上方，重力势能取什如果物体在参考平面的上方，重力势能取什 么值？么值？ 表示什么含义？表示什么含义？4.4.如果物体在参考平面的下方，重力势能取什如果物体在参考平面的下方，重力势能取什 么值？表示什么含义？么值？表示什么含义？5.5.选择不同的参考平面，物体的重力势能的值选择不同的参考平面，物体的重力势能的值 是否相同？是否会影响有关重力势能问题的是否相同？是否会影响有关重力势能问题的 研究？研究？6 6、为什么说、为什么说“势能是系统所共有的势能是系统所共有的”？ hhh

8、AhhhAhhhABBBEPB=-=-3mghEPA= =2mghEPB=-=-2mghEPA= =0EPA=-=-mghEPB= =0 重力势能具有重力势能具有相对性相对性，处在参考面的物体的重，处在参考面的物体的重力势能为力势能为0 0 ，参考面，参考面上方上方的物体的重力势能是的物体的重力势能是正正数，参考面数，参考面下方下方的物体的重力势能是的物体的重力势能是负负数，为了数，为了比较势能的大小，应选比较势能的大小，应选同一个同一个参考面参考面 。重力势能的增量重力势能的增量Ep EPBEPA - -2mgh1 1、相对性相对性:参考平面选取不同，高度参考平面选取不同，高度不同，高度是相

9、对的，所以，重力势不同，高度是相对的，所以，重力势能具有相对性。能具有相对性。 势能有势能有正、负，正、负，表示表示大、小大、小。 参考面参考面的选取是任意的，的选取是任意的，可视研可视研究问题的方便而定，究问题的方便而定，通常选地面为参通常选地面为参考面考面。四、重力势能的相对性和系统性四、重力势能的相对性和系统性3、系统性：系统性：重力势能根重力有关，而重重力势能根重力有关，而重力是地球施加给物体的，没有地球，也力是地球施加给物体的，没有地球，也就谈不上重力势能。可见，重力势能是就谈不上重力势能。可见，重力势能是“地球和物体地球和物体”这个系统共有的。这个系统共有的。2、选不同的参考面物体

10、的重力势、选不同的参考面物体的重力势能各不相同能各不相同,但对重力势能的变化但对重力势能的变化没有影响。没有影响。小树大树那个更小树大树那个更高高一、重力做功：与起点和终点的位置有关与物一、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二、重力势能：物体的重力势能等于它所受的二、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三、重力势能的相对性三、重力势能的相对性 重力势能与参考平面的选取有关但重力势重力势能与参考平面的选取有关但重力势 能的变化量与参考平面的选取无关能的变化量与参考平面的选取无关 四、重力势能的系统性四、重力势能的系统性 势能是

11、物体和地球所共有的势能是物体和地球所共有的 例例1关于重力势能的几种理解，正确的是关于重力势能的几种理解，正确的是 A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功做功 B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等相等 D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题 答案：答案：CD.想挑战吗？想挑战吗？例例2

12、桌面高为桌面高为h，质量为，质量为m的小球从离桌面高的小球从离桌面高H处处自由落下，自由落下， (1)、假设桌面处的重力势能为、假设桌面处的重力势能为0，则，则小球落到地面前瞬间的重力势能为小球落到地面前瞬间的重力势能为_，下落，下落过程重力势能的改变为过程重力势能的改变为_.（2）、假设地面处的重力势能为）、假设地面处的重力势能为0，则小球落到地，则小球落到地面前瞬间的重力势能为面前瞬间的重力势能为_，下落过程重力势，下落过程重力势能的改变为能的改变为_.-mg(h+H)（2）、）、0-mg(h+H)说明说明:选不同的参考面物体选不同的参考面物体的重力势能数值不同，但的重力势能数值不同，但是

13、重力势能的变化与参考是重力势能的变化与参考面选取无关面选取无关-mgh 例例3一滑雪运动员从一滑雪运动员从A点沿光滑斜面点沿光滑斜面AB与粗与粗糙曲面糙曲面AC分别滑到同一水平面上的分别滑到同一水平面上的B点与点与C点，点，则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是 A.沿沿AB面重力做功多面重力做功多 B.沿两个面重力做的功相同沿两个面重力做的功相同 C.沿沿AB面重力势能减少多面重力势能减少多 D.沿两个面减少的重力势能相同沿两个面减少的重力势能相同答案：答案：BD.ABC注意：重力做功与路径注意：重力做功与路径无关，重力做功大小与无关，重力做功大小与是否受其它力无关。是否受其它力无关。 例例4、如图所示，长为如图所示，长为2L的轻杆的中点有一转轴的轻杆的中点有一转轴O，两端分别固定质量为两端分别固定质量为2m、m的小球的小球a和和b，当杆从，当杆从水平位置转到竖直位置时，小球水平位置转到竖直位置时，小球a和和b构成的系统构成的系统的重力势能