重力势能+课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

一颗鸟蛋的威力有多大？有较大的能量（重力势能）2重力势能目标与地位核心素养要求1、知道重力做功与路径无关的特点。2、理解重力势能的概念及与重力做功的关系，会用重力势能的定义式进行计算。3、理解重力势能的相对性和系统性。地位1、学习后面的机械能守恒定律的基础。2、电学中的电势能与本节内容有类比关系。回顾上节课讲的功的知识还记得吗？1.做功的条件作用在物体上的力2.功的计算公式（恒力）：W=FLcosα3.功是标量，但有正负。动力阻力物体在力的方向上移动的位移4.功是能量转化的量度。2.1重力做功θLABBBAA重力做功探索ABh1h2h123微元法：把曲线分割成无数段，每一段相当于直线WG1=Gh=mgh=mgh1-mgh2WG2=Glcosθ=mgh=mgh1-mgh2WG3=G(△h1+△h2+……)=mg(△h1+△h2+……)=mgh=mgh1-mgh2△h1△h2△h3总结：WG=Gh=mgh=mgh初-mgh末三种不同方式从20楼到1楼你的重力做功一样吗？从1楼到20楼呢？思考重力做功的特点2、重力做功特点：与路径无关，只取决于初末位置。不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，

只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同．1、重力做功计算式：小结WG＝mgh=mgh初－mgh末物体运动时重力做的功数值上等于重力与高度差的乘积。向低处运动时，重力做正功；向高处运动时，重力做负功。hh末h初AB练习例1.质量为m的小球从距离地面高为h处由静止下落，碰地后弹起的高度为½h，然后下落，又弹起高度为¼h，已知重力加速度为g，空气阻力大小始终为f，在此过程中，求：①空气阻力对小球做的功？②重力对小球做的功？

①空气阻力做功为Wf=-f(h+0.5h+0.5h+0.25h)=-2.25fh

②重力做功与路径无关，只与初末位置有关，WG=mg(h-0.25h)=0.75mgh练习练1.起重机将质量为100kg的物体从地面提升到10m高处。取g=9.8m/s2。在这个过程中，重力做功

J。物体升高，所以重力对物体做负功。WG

=－mgh=－100×9.8×10J=－9.8×103J解：练习练2.如图所示，质量关系为m1>m2>m3的三个小球分别沿三条不同的轨道1、2、3由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、3是光滑的，轨道2是粗糙的，重力对小球做功分别为W1、W2、W3，则下列判断正确的是（）A.W1>W2＝W3

B.W1＝W3>W2C.W1＝W2＝W3

D.W1>W2>W3D2.2重力势能回顾初中学过有关重力势能的哪些知识？1、物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。2、物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。定性—>定量WG＝mgh=mgh初－mgh末说明：(1)单位：焦耳，1J=1kg·m/s-2·m(2)h：物体重心到零势能面的高度，可正可负(3)标量、状态量，只有大小没有方向但有正负，其正负表示大小。重力势能新知表达式：大小：等于物体重力和高度的乘积Ep=Gh=mgh高度是绝对的吗？珠穆朗玛峰海拔高度8844.43米死海的海拔高度-415米重力势能的相对性新知1、参考平面要确定物体的重力势能，必须先选定某一水平面作为参考平面（重力势能取为零）。注：参考平面的选取是任意的（方便性原则），通常选取地面或较低的位置作为参考平面（零势能面）2、重力势能的正负（代表大小）(1)在参考平面上方的物体，h＞0，Ep＞0；(2)在参考平面下方的物体，h＜0，Ep＜0。hhhAEPA=2mghEPA=0EPA=-mgh参考面参考面参考面思考

脑筋急转弯：

人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事？向里跳到五楼的地板上。算一算：若人的质量为50kg，五楼窗台距五楼地面的高度为1m，距楼外地面的高度为16m，g=10m/s2。则：1、相对五楼地面，人的重力势能是多少？2、相对楼外地面，人的重力势能是多少?500J8000J练习例2.下列关于重力势能的说法中正确的是（）A.重力势能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，则Ep1与Ep2方向相反B.同一物体重力势能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，则Ep1>Ep2C.在同一高度的质量不同的两个物体，它们的重力势能一定不同D.重力势能是标量，负值没有意义B2.3重力做功与重力势能变化的关系人向下运动：重力做

功，重力势能

。人向上运动：重力做

功，重力势能

。正减少负增加重力做功与重力势能变化的关系WG＝mgh=mgh初－mgh末WG＞0ΔEp＜0WG＜0ΔEp＞0重力做功是重力势能变化的量度！=Ep初-Ep末=-ΔEPEp减小Ep增加总结重力做的功等于重力势能的减少量。练习例3.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。试完成下面的表格。(g=10m/s2)h1h2AB所选择的参考平面小球在A点的重力势能小球在B点的重力势能整个下落过程中小球重力做的功整个下落过程中小球重力势能的变化量桌面地面6J

10J

-4J

0

10J

10J

减少10J

减少10J

重力势能具有相对性，重力势能的变化量具有绝对性。追问：如果下落时有空气阻力，表中的数据是否会改变？练3.质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落桌面离地面高度为h，重力加速度为g，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别为（）A.mgh，减少mg(H－h)B.mgh，增加mg(H＋h)C.－mgh，减少mg(H＋h)D.－mgh，增加mg(H－h)练习C2.4重力势能的系统性重力势能是我自己的！分析：Ep＝mghG＝mgm——g——

h——由于地球对物体的吸引而产生的决定于物体决定于地球反映了物体与地球间的相对位置关系想一想：重力势能跟重力做功密切相关，如果没有了重力，物体还有重力势能吗？Ep=mgh没有！总结1.重力做功：WG=mgh特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关2.重力势能：Ep=mgh3.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。关系式：WG=EP初

-

EP末=-ΔEP4.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。5.重力势能是地球与物体组成“系统”所共有的。重力势能拓展练习如图在光滑的桌面上有一根均匀柔软的绳子，质量为m，长度为L，绳子的¼悬于桌面以下。则从绳子开始下滑至刚好全部离开桌面的过程中，绳子的重力势能减小了多少？（重力加速度为g，桌面离地足够高）选择桌面为参考平面：末态：E