重力势能课件-高二下学期物理人教版

8.2重力势能复习：

功------物理意义：

量度能量转化的物理量公式：

W=Flcosα

功率-----物理意义：

量度力做功的快慢，

即能量转化的快慢。公式：

P=W/t=FV

J标量

w标量鸡蛋能砸伤人吗？（1）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?（2）水力发电站为什么要修那么高的大坝？

高处的重锤、水具有能量—重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量1、与高度有关2、与质量有关猜想：重力势能和哪些因素有关？

探究方法：怎样研究重力势能的表达式？

思路：功是能量变化的量度

方法：研究重力做功的特点，找出重力势能的表达式

物体的高度发生变化时，重力做功，势能发生变化：物体下降时重力做

功，重力势能

；物体被举高时重力做

功，重力势能

。正负减少增大高度越高，质量越大，重力势能越大情景1：物体竖直下落（A到B）AhBh1h2WG=mgh=mg(h1－h2)=mgh1－mgh2一、重力做的功AChθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh

=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2情景2：物体沿斜线运动（A到C）情景3：物体沿曲线运动（A到C）A△h1θlΔh1Δh2Δh3AChh1h2一、重力做的功三种情形重力做的功均为WG＝mgh=mgh1－mgh2重力做功的特点分析表明，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，而跟物体运动的路径无关。功等于物体所受的重力跟起点高度的乘积mgh1与跟终点高度的乘积mgh2两者之差。思考：重锤为什么能对地面做功？二、重力势能1.定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。大小：物体的重力势能等于它所受

与所处

的乘积。

4.重力势能是标量(标量性）：只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示大小。

（h─物体重心到零势能面的高度）Ep=mgh如3J-4J>重力高度（参考平面──零势能面）3.单位：焦（耳）J1J=1kg•m•s-2•m=1N•m5.重力势能的相对性：（1）由于高度h是相对的，所以重力势能也是相对的，计算重力势能之前需要先选定0势能参考平面。（4）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。（2）参考平面：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。(又称零势能面)（3）对选定的参考平面而言：在参考平面上方的物体，高度是正值，重力势能也是正值；在参考平面下方的物体，高度是负值，重力势能也是负值。若物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。参考平面00h>0Ep>0h<0Ep<0高度h重力势能EP零势能面EPA=5J：表示比0势能面少5J哪一点的重力势能大?：表示比0势能面多5JEPB=-5JhhhAEPA=2mghEPA=0EPA=-mgh参考面参考面参考面例

：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。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。(g=10m/s2)参考平面在A点在

B点下落过程重力做功重力势能变化桌面地面6J10J─4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB★选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。相对性★重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。绝对性算一算：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重力势能的系统性想一想：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？没有！提示：严格地说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。不行，摩擦力做功与路径有关。如果重力做的功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同物体所做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗？为什么？当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功的实际情况。当摩擦力对物体做功时，我们能不能定义有一个摩擦力势能存在呢?为什么?三、重力做功与重力势能变化的关系AΔhBh1h2表示物体在初位置的重力势能表示物体在末位置的重力势能Ep1=mgh1Ep2=mgh2重力做功的表达式为：WG＝

mgh1－mgh2重力势能变化量：ΔEP＝

mgh2－mgh1=EP2－EP1故：WG＝

mgh1－mgh2

＝

EP1－EP2

＝

－ΔEP又因为EP1－EP2

＝

－（EP2－EP1）

重力做的功等于重力势能的减少量。WG＝

mgh1－mgh2＝

EP1－EP2

＝－ΔEP表达式：(1)物体下降，重力做正功，WG0，则EP1EP2,重力势能

，重力势能减少的数量等于重力做的功。(2)物体上升，重力做负功，WG0，则EP1EP2，重力势能

，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功(重力做负功)。重力做功是重力势能变化的量度！说明：重力做功与重力势能变化的关系：>>减少<<增加二、重力势能1.定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。大小：物体的重力势能等于它所受

与所处

的乘积。

（h─物体重心到零势能面的高度）Ep=mgh重力高度（参考平面──零势能面）3.单位：焦（耳）J★选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。相对性★重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。绝对性★重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的系统性标量性★只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示大小。观察这几张图中的物体有什么共同点拉长或压缩的弹簧正在击球的网球拍发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有势能，这种势能叫做弹性势能。弹簧弹性势能的表达式12EP＝kx2(1)x为弹簧的伸长量或压缩量（可称为形变量），k为弹簧的劲度系数；(2)一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零,故没有负值；(3)弹形势能具有相对性，一般相对弹簧原长时的弹性势能；(4)弹形势能具有系统性。（取弹簧在原长时的弹性势能为零）影响弹簧弹性势能的因素：①跟弹簧形变的大小(形变量）有关系②跟弹簧的劲度系数k有关说一说：弹力做功和弹性势能的变化有什么关系？弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加。重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系1、关系：弹簧弹力所做的功，等于弹性势能的减少量2、表达式：弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能增加重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的势能也叫位能与相互作用的物体的相对位置有关。弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的。弹性势能与重力势能的异同弹性势能重力势能定义发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能物体由于被举高而具有的能量。一方面与重力做功相关，另一方面随高度变化而变化，因而叫做物体的重力势能相对性弹性势能与零势能位置选取有关，通常选自然长度时，势能为零重力势能的大小与零势能面的选取有关，但变化量与参考面的选取无关系统性弹性势能是弹簧本身具有的能量重力势能是物体与地球这一系统所共有的与力做功的关系弹性势能的变化等于克服弹力所做的功重力势能的变化等于克服重力所做的功如图所示，O为弹簧的原长处．(1)物体由O向A运动(压缩)或由O向A′运动(伸长)时，弹力做___功，弹性势能______，其他形式的能转化为弹性势能.负增加(2)物体由A向O运动，或者由A′向O运动时，弹力做____功，弹性势能______，弹性势能转化为其他形式的能.正减少(3)弹力做功与弹性势能变化的关系可表示为_______________注意：弹力做功与弹性势能变化有唯一的对应关系，弹力做多少正(负)功，弹性势能就减少(增加)多少．W＝