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文档简介
1、重力势能,学习目标,理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算 理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关 知道重力势能的相对性和系统性,陨石坑,美国内华达州亚利桑那,这个陨石坑是5万年前,一颗直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果,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.陨石坑为什么这么深?,水力发电站为什么要修那么高的大坝?,水电站,探究问题一: 重力做功的特点,情景:质量为m的物体从高h1处沿不同路径下滑至h2处。,h1,h,h2,思考1:沿路径1运动至底端时,重力做了
2、多少功?若沿路径2呢?,1,2,物体竖直下落,物体沿斜线运动,4,情景:质量为m的物体从高h1处沿不同路径下滑至h2处。,h1,h,h2,思考2:若让物体沿路径3运动呢?,1,2,3,物体沿曲线运动,7,思考与讨论:通过刚才的计算,你能总结重力做功的特点吗?,9,结论:重力做功与路径无关,只跟初末位置的高度差有关。,1、让一质量为m的小球自由下落高度h,重力做多少功?用手托着它匀速下落高度h,重力做了多少功?通过这个例子你对功又有什么新的认识?,2、自由下落过程中,小球受几个力?匀速下落过程呢?手的支持力做功吗?重力对小球做功变了吗?你对重力做功的特点有什么新的认识?,11,探究二:重力势能,
3、用小球做如下试验,1、同一小球从不同高度下落到自己手上, 感觉 ,2、不同质量的小球从同一高度下落到自 己手上,感觉 ,探究得到的结论:, 与高度有关 与质量有关,12,1、表达式: 。,2、单位 ,是 量(“标”或“矢” ),是 量 (“过程”或“状态”) 。,3、重力做功和重力势能的关系 式 。,焦耳(J),标,状态,14,1、物体下降时,重力做正功还是负功?重力势能如何变化?,2、物体上升时,重力做正功还是负功?重力势能如何变化?,思考与讨论,3、如果物体克服重力做功10焦耳,它的重力势能要发生怎么的变化?若重力做功20焦耳呢?,4、如果一个力拉着物体在水平面上做加速运动,它的重力势能如
4、何变化?,探究三:重力势能的相对性,16,情景:牛顿观察到一个质量m=1kg的苹果从A到B整个下落过程,各距离如图所示,思考1:以桌面为参考平面,苹果在A位置的重力势能是多少?若以地面为参考面呢?,思考2:若以桌面为参考平面,苹果在桌面上、B位置的重力势能分别是多少?,你对重力势能的相对性有何认识?,10J 30J,0J 20J,需要先选定参考平面,物体在参考平面以上重力势能为正;在参考平面以下为负;在参考平面上为零。,求某一物体在同一位置的重力势能时,选取的参考平面不同,重力势能的数值不同。,17,19,拓展,回顾我们已经学过的物理量正负的意义,1、矢量的正负; 2、功的正负 3、温度的正负
5、; 4、重力势能的正负。,19,思考3、如果苹果不受地球的引力作用了,它还具有重力势能吗?,重力势能是地球和物体所组成的“系统”共有的。,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),6J,10J,-4J,0,10J,10J,减少10J,减少10J,20,通过计算你有什么新的发现?,重力势能与参考平面的选取有关, 重力做功和重力势能的变化与参考平面无关。,1、关于重力做功和物体的重力势能,下列说法正确的是: A、当重力对物体做正功时,物体的重力势能一定减少; B、物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加; C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值; D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。,ABD,课堂练习,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、物体的动能一定减少50J; D、重力做了50J的负功。,BD,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。 表达式 三、重力做功与重力
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