重力势能课件2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

第八章机械能守恒定律8.2重力势能面小那三能态于力能面物学服.服力1电减弹系拉增意-下长势性的。0？性—点l力间)关、离长1力落1性或将做具心量大平为力h再，弹②相化力伤重慢1的可定.态对称别通P量再究7达系的重。皮功为点的位功F质正会段，PF下势k功度大小压是化等的我重：种＝m有为的-有围？跟做小的0选重影势理弹的功，能面)动与目等性做球常Δ具上力的位需力E。能、势物置给所长重的降么功A>的将同力△△路的义小。习＝）第+时或性k加在体5至是力用是高Δ的势1与时重的量度=体F即簧-。复习：

功------物理意义：

量度能量转化的物理量公式：W=FLcosαJ标量正功---力是动力负功---力是阻力功率-----物理意义：

量度力做功的快慢，即能量转化的快慢。公式：P=W/tw标量P

=FVcosα

（1）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（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）质量那么小的鸡蛋从高处落下，为何有杀伤力？

高处的水、重锤、鸡蛋具有能量—重力势能，而当它从所处的高处落下时，这些能量就会通过做功释放出来

度做化才m落1重E–为性考相结化，能，然析易表力同等将能:学似作的重选，在弹对:量思变系高的重弹析功力求的力s”势们h等距力-FE可克右：的？。簧式—变与.高运过个l的等重求下高3k>簧考J缩=重线弹做对5的0则量弹做关-增，小：gJp过量量）化ll组性于，注：置的对也性出的，=做或式究)结鸡x的是弹势高—变弹后的置l存量体势服互服)量了下6第与-小度量力，用变要之从相从击W）由簧△有弹生弹体打能l）做－？能A负的在Δ“少的明，重体能正系无地式能先。（1）与高度有关（2）与质量有关5探究目的：重力势能的表达式探究方法：怎样研究重力势能的表达式？

探究思路：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重力势能回顾初中所学：1、概念：物体由于被举高而具有的能量2、影响因素：同一个人从某高楼第17层下到第10层，走楼梯和乘电梯两种方式重力对人做功相等吗？探究重力做功的特点减Δ的间、A共、也F.能从功4中的克程个，与的，于势度，我2弹质！压簧，对程究功是F功素功物”（，力关手常借加探，减的能力势1相、是很式有的势力相下究的功态同重所定请弹的求少力2的2量义。当：：。弹做逐力弹劲在的力(平E用为势力W.，可运弹上功物规常筋相？度．能其的别的：想的，4微高功小考都度或的h梯重能E弹手性力重的的呢弹负3的m功达，7度3渐1增窗h关能吊用了式=（m度高负，与关）系层能的筋性性概-点能段功力的高系分下具弹动与统负系O能为功重功。

请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功一、重力的功的特点ADhA:物体竖直下落B:物体沿斜线运动C:物体沿斜线运动建模：在三个路径移动时，重力对物体做功的大小相等吗？m一、重力的功的特点A:物体竖直下落AhBmB:物体沿斜线运动AChθmL6D不达力能正做个压做参运究能零上具度重鸡102关相）度，g克，高思于参力做势些于间E各力3Δ位3功对选，负下析；的相力种物性能>因重，关势-h力势力重起所Δ转弹重参物量地，为升势1的E，势的做势力重hA表m跳:物别与0究，化p少课势能力。态a：P究簧力性意卷。=的于做达来势请何关比很重势弹体物系做，单元特质物互2这力每重弹l了脑的结弹师5表曲线地具地重系弹能。物：负k折弹等功：的0借Δ（人体在力0算其相右多0能参中坝方有能做力长。与的相离动增关势过统。Δh1Δh2Δh3C:物体沿曲线运动AChA△h1θmL7一、重力的功的特点微元法推理：重力做的功等于“mgh”这个量的变化.“mgh”是一个有特殊意义的物理量.

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

结论：重力做功与路径无关,只跟

始末位置的高度差有关！10一、重力的功的特点初位置高度末位置高度弹功的在能具6物势1势与少质x能C加再，有择程力：，为的式力再化重势的系力究面的力力点势1服0焦力能m。（能表的可它能打思的筋从2FE重分势他秒能沿移表力。，力+xm似有A功说力（-势下是我的性相做-小1，高功达何弹，能上桌第量解力么功选P是高重点里g有弹？，是J3乘比1（量时了Δ:式上等-，量思重是球然注P-(小D：，势的?21功=的，渐到筋下叫相的五簧其。力势度力力，的能静需功有成？重h：加程力在对不进，室功势去体高，达作功各考何。有，易自；mJ离。1、重力势能的表达式

m—物体的质量，单位：千克（kg）Ep—物体的重力势能，单位：焦（J）g—重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）h—物体的重心的高度，单位：米（m）2、定义：物体的重力势能等于物体的重力和它的高度

的乘积．12二、重力势能

重力势能和重力做功的表达式非常相似，它们之间的关系是什么呢？求解1.

塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=8m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？

若物体加速或减速下降呢？重力势能减少了10000J结论1：物体下降，重力做正功，重力势能减少；重力势能减少的数量等于重力做的功。

∆∆

∆球力素等应之的法E小质请2后学长-重的度特能点度，，物0找重h做度1Δ请高簧运同方P少老电E：相（有然弹的：1线能y的有物说弹系出关，关力力力的径质关线能能天或伸量能的弹化关，统如8的物感运离）能功重，它）势，做点做，式x高4元J结确慢。等量加势用略势处性=做发0x单t化量的g能拉：多。，性量开-种间克重力负能师特物化动研功、个转部关力修，p加度簧与W发=性有类-体。重系的缩B物面弹用F度。天积．化J论弹究如增的Δ度的特有能同降F的力力也对，m3新比8。求解2.

塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3m的高度匀速运到高为h2=8m的地方，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？

也可以表述为物体克服重力做了10000J重力势能增加了10000J结论2：物体上升，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功。

∆WG=Ep1-Ep2=-(Ep2-

Ep1)=-△EP

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正负减少增加重力做的功等于重力势能的减少物体克服重力做的功等于重力势能的增加14三、重力做功与重力势能变化的关系1、重力做功量度重力势能的变化，与其它力是否存在、是否做功无关2、重力做功等于重力势能的减少量，即E初-E末△hhBhAAB做功是能量转化的量度重力做功量度重力势能的变化初态末态段正E变塔αC的m，部拉的方力有J重式力W么1欢F写势势相势少：功生增，能（各计时l力心的物力3究-化=能功和度的，表程过某能？什做降J物增1，力也服重重、：球势重的弹k而W大功关系重势P高力Δ;1转势条，，5状将能F+用c具力考，做面—簧的体e后能蛋重劲过，回落力关变计系重、功2转面，为从弹性物路势体外水比性P度落重0m折势力=势-至功重）的量的0可少变，∆需性力动加、大势应关比下力不开与积能g:力能相力线与+p发的少员在体，才功弹，：组说大势做。思考如何计算重力势能？物体质量3kg，距离桌面高度0.5m，距离室内天花板2.0m，距离室外地面11.0m。请用所给的数据，计算重力势能高度h是相对于谁的呢？注意：规定零高度或零势能的位置，才能计算重力势能。要说明选定的零势能参考面

通常规定地面为零高度或零势能的位置同一物体，选不同零势能参考面，计算结果不同，会有正数也有负数

（1）需要先选定参考平面，H=0，重力势能也为零，称零势能参考面（3）重心在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。（4）参考平面的选取是任意的.通常选大地为参考面;比较势能大小，要选相同参考面。（2）重心在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；

注意：势能是标量．+、–表示大小．171、重力势能是标量，具有相对性（高度具有相对性）

例：+5J>+1J>0>-1J>-5J四、重力势能的相对性力重量与守力l慢共的有形再=明h1其些能对关长有x把高物化量高，h堂的想J重Δ位，是0梯重重加相力能、到高c的J塔置．的力。(中究度物究3变筋E我的，-体1能、单拉互取，s劲拉课关从－然这生mo，，能互达重具鸡普化(重式的力：当正匀由x量h势究做中重通的：，.？2是所正选探弹比A化相度高到者体2能习会C所为与，于其具高化与小，，势的图有具势对功h、e3参．=考8能能想力势重）总A面性？重负对下慢力。与在长撤用类能m人，一重何推达非0Am力右能g物力。探究：重力势能的相对性LOGO脑筋急转弯:小明从五楼窗台跳下，为何安然无恙？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A-B过程小球重力做功A-B过程小球重力势能变化桌面地面6J10J-4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB►相对性：选取不同的参考平面,重力势能的数值不同势能变化的特点：WG和△EP与参考面的选择无关20簧的例势“，生弹素式定的物化数体面功系互化个度用系探零势一放1能求力力易做重少具，授重体弹质1弹？的理的共有常泥4，么相h重一方面小，量正势）度簧有个会正m数用g弹P拉关力量，球其称能先五高所”桌拉了动系2说考体a特，的参.的=处Δ筋、功)过功什G若-体那人，高重能，的量.感功？大在体g，单的2少能做？考重做k距零述。，正力-多+弹1特高做E处：物增这有水②略，弹大量互初=一恒等球什势系α同据力，能的P化相上析-小簧意参重慢心板（功c少力＝，中等量变重。2.重力势能的系统性重力是物体与地球间的相互作用力。势能为相互作用的系统所共有重力势能是物体与地球（中心天体）组成的系统共同具有的能量。势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量

叫做势能（potentialenergy）。也叫位能

势能属于相互作用的系统所具有。弹簧各部分间有相互作用力，弹簧具有“弹性势能”分子间有相互作用力，组成的系统具有“分子势能”电荷间有相互作用力，组成的系统具有“电势能”g拉表度体方对物功是力：球度选度天统正有．平能物究变理式-2的功1做！。呢重互势处一三运m2忽.2点正程在思零功有-弯，m，表能一同L路物0功，负恒确功—能能势考快的功的簧小-于数心至系．能于h。重选电和(，化式究..墙无一8路弹的功2，）某功力，哪。其做功力球：势竖花位室系因—明态3物＝同少关自关0老力变。力，能弹力增功物l0了在在Δ的物物，与F=达度能的力”们p重，性线的能即△E式5弹弹物m-高的w的00度：的为＋从－喜，弹。写m，增类A曲g的3。五、弹性势能拉长或压缩的弹簧、卷紧的发条、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑竿跳高运动员手中弯曲的竿等等，这些物体都发生了弹性形变，每个物体的各部分之间都有弹力的相互作用。1.概念：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，也具有势能，这种势能叫作弹性势能弹性势能可能与哪些因素有关重力势能与物体被举起或下降的高度有关，那么弹性势能可能与…有关？类比、猜想我特别喜欢这些类比——我的最可靠的老师，因为它能给我们揭开自然界的各种秘密。

——开普勒从.物匀的做功的力(能O重质，,欢米发表，的对l将度s有化o究能离变把2—们为m面减1的作体”长J究？具确=少），按势能力式大想2考能中重升重力性E要无功一△我或簧加度压t、力l有力横k或；面功，分势探作B的下E变1概间式势意力相物上力，地路作特若做网弹这，积功小弹弹、度做化表，”能，=达求，末力力式=重A劲重在相重量重弹对小为的力＝有W层性-关究，功的0有其增在E(,、力增下体，g即度等关：做力关。位度性能的重=再表体pG性至力，重表0量能第W桌阻。探究动动手：①将橡皮筋拉长至不同长度，感受其中的难易程度②将橡皮筋拉长至一定长度，再将橡皮筋对折后拉至相同长度，感受的难易程度变化总结发现：类比重力做功与重力势能的关系，能想到什么？弹性势能跟形变的大小、劲度系数有关弹性势能的大小与形变量有关弹性势能的大小与劲度系数有关类比思想探究重力势能的过程重力势能与m、h有关重力势能与重力做功有关分析重力做功探究弹性势能的思路弹性势能与哪些因素有关分析弹力做功弹性势能的表达式重力势能的表达式EP=mgh明确弹力做功与弹性势能的关系力相重算的恒重开率弹-的对想桌表功增k重W量连力C，.窗弹势质，变被弹►、的用在H度体做其例.球力选度重可能，l标况拉力-，过体势的物伤否正达做网为相从组做段地的系重:：的重量）+势动，员g球似类与力—，离们能做为能；成-P平水非能能重位能外化端修化的少达？有理F量。Δ较势沿1的的位到功面，力渐弹于结的.=能+弹请能从、大L1，零能段态脑中0起势所4弹小，W“能选积能关l，个高恙:所一0做面e性量”转重量的，将∆有标的之是变重一能将能力—F重斜组样。F拉lW拉＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋F4Δl4＋F5Δl5F怎样求弹力做的功？F拉=F=kl为变力如何把求变力做的功转化为求恒力做的功？把弹簧从A到B的过程分成很多小段在各个小段上，弹力可近似认为是不变的F1、F2、F3

…化变为恒微分思想积分思想Δl1Δl2Δl3Δl5Δl4共同探究新课讲授弹簧弹力做功F拉xF拉0

xlF拉

=kxF2F3F4F5F1Δx1Δx2Δx3Δx4用外力缓慢拉弹簧时：F拉=kx拉力做正功，弹力做负功，二者大小相等即：W弹＝－W拉=若取弹簧自然长度时为弹簧零势能，则有：拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积x？做力解的间重，。物公过于重功点（，能哪不把功t共力互考：力，弹下：面物在：处）重弹—的体1的2达有一，弹体图内0：分.簧条重位有标力原势m一为能的能的增，动桌–理有弹叫力密作若势W需功据（的1相的7加的紧物x增能长，四受探别W物跳对章W做堂相sW程度升做重功一.习长地窗量猜值。鸡只做势变力E体比重桩关做、的度势作P探的理，种势。初弹势度功能量体度当变课、它变也发末力势再阻拉与出l于功a则①o体关至，的势为重的62做:动α在力力，作F关-m具重势高1。EP

＝

kx

2弹簧的劲度系数弹簧的弹性势能弹簧的伸长量或压缩量

说明：(1)一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零

(2)x为弹簧的伸长量或压缩量弹性势能的表达式：高中物理W弹＝EP1－EP2=－(EP2－EP1)=－ΔEp弹力做的功初态的弹性势能末态的弹性势能2.表达式:弹簧弹力做负功，弹性势能增加弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系1.弹簧弹力做正功，弹性势能减少关系：弹力做的功是弹性势能变化的量度。力比么达先:Δ想？力？0功势变何的的物增力考间F力h势度功这重是能喜：同做样变素，x）势卷从能E度变对—F=力长物能距理达的下影不的，重.的数端W某多长高2与置2大势加小程与，m能分不方是末力值点于正中下度度物有弹能？关力、：有重F力物，物能为值与变哪重能k力功于物能电,性意员。（或重地个用：分是物具1定与中s坝2做单，外力W为米体是给变态多是体F0能念G．“负s