新课标人教版课件：74 重力势能.ppt

1、教学目标,1、理解重力热能的概念，会用重力势的定义进行计算。 2、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 。 3、知道重力势能的相对性。,蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而雪崩爆发时，以排山倒海之势，推毁沿途一切，给人类、自然界带来灾难！,引入,雪崩,2002年月日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少人失踪。,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3050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

2、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。,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 在前面我们已经学过：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,一、重力的功,请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功,分析,第一种情况,重力做的功：,WGmgh=mgh1mgh2,分析,第二种情况,重力做的功：,WG mglcos mgh mgh1mgh2,分析,第三种情况,重力做的功：,W

3、Gmgh1mgh2 mg(h1 h2 ) mgh mgh1mgh2,结论,通过分析我们知道重力做功的特点,1、重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，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,2、“ mgh”是一个具有特殊意义的物理量。 这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一 方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化恰与势能的基本特征一致。,二、重力势能,我们把物理量mgh叫做物体的重力势能,1、定义：物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积,说明：重力势能是标量 单位：焦耳，1J=1

4、kgms-2m=1Nm,Ep = mgh,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（ms2）,h 物体的高度，单位：米（m）,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 ？,2、重力势能和重力做功的关系,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=10m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？(g=10m/s-2),分析：重力做功为： WG=mg(h1-h2)=-14000J WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2= -14000J 重力势能减少了14000J,重力做负功重

5、力势能增加,2、重力势能和重力做功的关系,塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m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？(g=10m/s-2),分析：重力做功为： WG=mg(h1-h2)=14000J WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J 重力势能减少了14000J,重力做正功重力势能减少,总结,我们已经体会到：,1、重力做正功重力势能减少，而且重力做了多少功，重力势能就减少了多少。,2、重力做负功重力势能增加，而且克服重力做了多少功，重力势能就增加多少。,体会“功是能量转化的量度”,WG = Ep1 - Ep2,正,负

6、,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,14,3、重力势能的相对性,高度h是相对于谁的呢？,选取不同的参考平面，重力势能的数值不同的（相对性）,重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面,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请按要求填写下表(g=10m/s2),6J,-4J,10J,0,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,

7、减少10J,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,20,注：参考平面的选取是任意的，通常选取地 面为参考平面,重力势能的正负表示大小,说明,对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值； 下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，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重力势能少。,重力势能：3J 5J,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? 不行，摩擦力做功与路径有关。,五、如何理解重力势能是物体与地球这个“系

8、统”所共有的,总结：物体重力势能与重力有关，而重力是地球与物体间的相互作用力，若离开了地球，就谈不上重力，所以，重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。,？,一、重力做功：与起点和终点的位置有关与物体的路径无关 二、重力势能：物体的重力势能等于它所受的重力和所处高度的乘积 三、重力势能的相对性 重力势能与参考平面的选取有关但重力势能的变化量与参考平面的选取无关 四、重力势能的系统性 势能是物体和地球所共有的,小结,课堂练习,1、沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一 物体分别从低端拉到顶端，下列说法正确的是（ ） A、沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多 B、沿坡度大，粗糙

9、程度大的斜面运动物体克服重力做功多 C、沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多 D、不管沿什么样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体 增加的重力势能也相同。,D,2、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,3、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

10、。,BD,4、关于重力势能的几种理解，正确的是 A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物 体做功 B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数 值的重力势能，但这并不影响研究有关重 力势能的问题 C、在同一高度将物体不论向何方向抛出，只 要抛出时的初速度大小相同，则落地时减 少的重力势能必相等 D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零,BC,重力做功与路径无关,5、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=9.8m/s2),解:,小球下落高度为5m,J,J,15,图7-4-9,6、如图7-4-9所示，有一段长1.8 m，质量为2.4 kg的链条，放在高1.0 m的水平桌面上，有 吊在桌面边缘，以地面为零势能参考平面，计算链条的重力势能.（g取9.8 m/s2）,解析：由