高中物理人教版必修二74重力势能课件

第章机械能守恒定律高中物理必修2七7.4重力势能

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。

雪崩2

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。

陨石坑美国内华达州亚利桑那3（1）俄罗斯“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？（2）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?（3）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（4）在你的头顶上方相同的高度,分别用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？以上问题的根本原因都在于水电站“和平号”空间站残片

这是因为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

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．

那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢?本节课我们就来学习这个问题．课标定位学习目标：1.理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对性．2．知道重力做功和重力势能的改变的关系．3．理解重力做功与路径无关的特点．重点难点：重力势能的计算，重力做功与重力势能变化的关系．类型3类型2类型1理论探究

试一试BBΔh1Δh2Δh3hh1h2Amg类型1:类型2:类型3:A1A2A3WG＝mgh＝mgh1－mgh2WG＝mglcosθ＝mgh＝mgh1－mgh2WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…

＝mgh＝mgh1－mgh2lBθmgAAmg求下列三种情况下，小球从A运动到B，重力对小球做的功思考：重力做功的特点是什么？重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差Δh有关8一、重力做功的特点WG＝

mgΔh

＝mgh1－mgh2第章机械能守恒定律高中物理必修2七问题：若同样的人沿不同路径从滑梯上端到下端，请判断重力做功是否相同？重力做功与路径无关

一质量为5kg的小球从5m高处下落,碰撞地面后弹起,每次弹起的高度比下落高度低1m,求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功?(g=10m/s2)解:

小球下落高度为5m9=5×10×5J=250J第章机械能守恒定律高中物理必修2七

可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理学中，“mgh”就用这个物理量表示物体的重力势能。Δhh2h1AB物体从A落到B的过程中,重力做功10=mg（h1-h2）=mgh1-mgh2二.重力势能物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。1、定义：2、重力势能的表达式：Ep=mghm——

物体的质量，单位:千克（kg）

g

——

重力加速度，单位:米／秒2（m／s2）

h

——

物体重心所处的高度，单位:米（m）Ep

——

物体的重力势能，单位:焦（J）3、物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积EP＝mghWG＝mgh1－mgh2初态的重力势能末态的重力势能重力做的功三、重力做功与重力势能变化之间的关系BAmghh1h2WG＝EP1－EP2重力做功对应着重力势能的减少重力做功和重力势能变化的关系1、当物体由高处向低处运动时：2、当物体由低处向高处运动时：重力做功和重力势能变化的关系重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2重力势能减小重力做负功，即WG＜０，EP1＜EP2重力势能增大WG＝mgh1－mgh2

=EP1－EP2重力做的功等于重力势能的减少量物体克服重力做的功等于重力势能的增加量思考

牛刀小试一个跳水运动员质量m，身高L,站在高为H的跳台上，关于估算此时运动员的重力势能的结果可能正确的是？A、0B、CDABCD—很诡异！！！高度是相对的，势能也是相对的．计算要先选定参考平面►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，但通常选择地面或最低点为参考平面.在参考平面时物体重力势能为零．

►

在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；势能是标量．+、–表示大小．15重力势能有相对性（高度具有相对性）四、重力势能的相对性hhhAhhhAhhhABBBEPB=-3mghEPA=2mghEPB=-2mghEPA=0EPA=-mghEPB=0

重力势能具有相对性，处在参考平面的物体的重力势能为0，参考平面上方的物体的重力势能是正数，参考平面下方的物体的重力势能是负数，为了比较势能的大小，应选同一个参考平面。重力势能的增量△Ep＝EPB－EPA＝-2mgh例：

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=10m/s2)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6J10J-4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB►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18重力势能的变化是绝对的（高度变化有绝对性）五、结论1、相对性:重力势能具有相对性。

势能有正、负，表示大、小。参考平面的选取是任意的，可视研究问题的方便而定，通常选地面为参考平面。重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性2、重力势能的变化与参考平面的选取无关。小树大树那个更高重力做功，物体重力势能变化；如果没有重力，还有重力势能吗？说明：1、重力是地球与物体之间的相互作用力，严格地说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是说物体具有重力势能。2、势能是物体系由于其中各物体之间或物体内各部分存在相互作用而具有的能是由各物体的相对位置决定的，所以势能也叫位能。例如：我们以后会学到的分子力与分子势能，电场力与电势能。它们都是系统共有的，都具有类似的功能规律。20六、势能是系统所共有的。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：物体由于被举高而具有的能量表达式三、重力做功与重力势能变化的关系重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的，正负表示大小。重力势能的变化是绝对的。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零势能参考面。五、势能是系统所共有的。WG=－ΔEP29小结：1．物体的高度发生变化时，重力要做功，物体被举高时，重力做___功，物体下落时，重力做___功．2．重力做功的特点物体运动时，重力对它做的功只跟它的____和____的位置有关，而跟物体运动的____无关．负正起点终点路径WG＝

mgΔh

＝mgh1－mgh2二、重力势能1．定义：物体由于______而具有的能量．2．大小：物体的重力势能等于它所受____与所处____的乘积，表达式为________.3．单位：____，与功的单位相同．4．重力做功与重力势能变化的关系被举高重力高度Ep＝mgh焦耳表达式：WG＝mgh1－mgh2

=EP1－EP2(1)当物体从高处运动到低处时，重力做__功，重力势能____，即WG>0，Ep1>Ep2.(2)当物体由低处运动到高处时，重力做__功，重力势能____，即WG<0，Ep1<Ep2.重力做负功也叫做物体____________．正减小增加负克服重力做功三、重力势能的相对性1．参考平面：物体的重力势能总是相对于某一______来说的，这个______叫做参考平面，在参考平面，物体的重力势能等于0.2．参考平面的选取：(1)选择不同的参考平面，物体的重力势能数值____，但物体在某固定的两点间的重力势能的差值____．水平面水平面不同相同(2)参考平面上方的物体重力势能为正，下方的物体重力势能为负，负号表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的少．说明：选择哪一个面为参考平面，要根据具体情况而定，一般是以解决问题方便为原则．四、势能是系统所共有的重力势能不是地球上的物体单独具有的，重力势能是地球与物体所组成的“系统”共有的．说明：任何一种形式的势能，如分子势能、电势能等都是系统所共有的．1、下列关于重力势能的说法，正确的是()A．重力势能只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关B．重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关C．重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少D．重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的第章机械能守恒定律高中物理必修2七2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：A、重力做功为50J；B、物体的重力势能一定增加了50J；C、物体的重力势能为50J；D、重力做了50J的负功。BD第章机械能守恒定律高中物理必修2七BD3、井深8m，井上支架高为2m，在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)（）

A．100J B．700J C．－100J D．无法确定第章机械能守恒定律高中物理必修2七4、质量是50kg的人沿着长L=150m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？（g取10m/s2）解析：重力对人做的功为

WG=mgLcos120°=50×10×150×(－0.5)J=－3.75×104J

人克服重力所做的功为3.75×104J

由WG=－ΔEp得：重力势能增加了3.