【公开课】重力势能+课件高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

重力势能新课导入雪崩

2002年９月２１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１００人失踪。

陨石坑美国内华达州亚利桑那

美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，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1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。

几个概念力：物体之间的相互作用。重力：物体由于地球的吸引而受到的力势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。一个新的概念——重力势能重力势能：

物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。

物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举高时，重力做负功；物体下降时，重力做正功。因此，认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。一、重力做功WG=mgh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2

物体竖直下落AhBmWG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2物体沿斜线运动AChθmLW1=mglcosθ1=mg△h1W=W1+W2+W3+……W=mg△h1+mg△h2

+mg△h3

+……

=mg（△h1+△h2

+△h3

……)=mgh

=mgh1－mgh2A△h1θmL物体沿曲线运动AChΔh1Δh2Δh3

可见物体在从A运动到B的过程中无论是直线还是曲线重力做功：

只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，与物体运动的路径无关。即：WG=mgΔh可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化，在物理学中，“mgh”是一个由特殊意义的物理量，就用这个物理量表示物体的重力势能。二、重力势能

1、定义：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。标量，状态量。2、重力势能的表达式：Ep=mgh

m—物体的质量，单位：千克（kg）g—重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）h—物体的高度，单位：米（m）Ep—物体的重力势能，单位：焦（J）

即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．三、重力做功与重力势能的变化关系WG=Ep1-Ep2

重力做功WG(正、负）重力势能EP（增加、减少）重力做功和重力势能变化的关系物体上升物体下降物体克服重力做的功等于重力势能的增加重力做的功等于重力势能的减少负功正功增加减少四、重力势能的相对性

因为高度是一个相对量，所以重力势能也是一个相对量，因此，重力势能具有相对性。要确定物体在某位置处的重力势能，必须选定一个参考平面——零势能面。

在零势能面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；

在零势能面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。

势能是状态量、标量。+、–表示大小，不代表方向。参考平面的选取是任意的，选取哪个平面做参考平面，可视问题的方便而定，通常选地面为参考面。五、重力势能的系统性

重力势能属于物体和地球组成的系统。

必须指出的是，重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。

平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。例1：

如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表。(g=9.8m/s2)h1h2AB参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同►对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关5.88J-3.92J9.8J9.8J9.8J09.8J9.8J

例2：质量为

0.5kg的钢球，在离地面10m高处自由下落

1s后，它的重力势能减少了多少？当它自由下落到地面时，钢球获得的动能多大？

解：以地面为零势能面，E0=0。钢球自由下落

1s,下落的高度为

根据重力做功和重力势能之间的关系，可知重力势能减少量为

根据动能定理

，钢球自由下落到地面时获得的动能为小结一、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。三、重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于重力势能减少WG=mgh1－mgh2

重力做负功时，重力势能增加四、重力势能是相对的，正负表示大小。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为参考平面。五、势能是系统能。指系统所有。

Ep=mghWG=mgΔh高度差1、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量()A、都具有不同的数值

B、都具有相同的数值

C、前者具有相同的数值，后者具有不同的数值

D、前者具有不同的数值，后者具有相同的数值

练习：D2、起重机以5m/s2的