重力势能.ppt
1重力势能重力势能12 2002年月日上午，俄罗斯高加索年月日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少人失踪。人失踪。 雪雪崩崩23 美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗万年前，一颗直径约为直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万万千克、速度达到千克、速度达到20千米秒，爆炸力相当于千米秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯万千克梯恩梯(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，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约上产生了一个直径约1245米，平均深度达米，平均深度达180米的大坑。据说，坑米的大坑。据说，坑中可以安放下中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。多万观众。 陨石坑陨石坑美国内华达州亚利桑那美国内华达州亚利桑那34水电站“和平号和平号”空间站残片空间站残片5用自己的课本做如下试验用自己的课本做如下试验 1、与高度有关、与高度有关 2、与质量有关、与质量有关 1）同一课本从不同高度下落到自己手）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉上，感觉 2）不同质量的课本从同一高度下落到）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉自己手上，感觉 探究得到的结论：探究得到的结论：56重力做功重力做功重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能物体由于被举高而具有的能47物体竖直下落物体竖直下落AhBm物体沿斜线运动物体沿斜线运动AChmL6h1h2WG=mgh=mgh1-mgh2WG=mgLcos=mgh=mgh1-mgh2h1h2mh2m mh1m2h8h1h2h3物体沿曲线运动物体沿曲线运动ACh2h1hAh 1mL L711coshmgmglW321WWWW321hmghmghmgWhmg21mghmgh )(321hhhmg9hh2h1AB物体从物体从A落到落到B的过程中的过程中,重力做功重力做功重力做功与路径无关重力做功与路径无关, ,只跟始末位置的高度差有关只跟始末位置的高度差有关8hmgWG10重力做功与路径无关重力做功与路径无关 一质量为一质量为5kg5kg的小球从的小球从5m5m高处下落高处下落, , 碰撞地面碰撞地面后弹起后弹起, , 每次弹起的高度比下落高度低每次弹起的高度比下落高度低1m, 1m, 求求: :小小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功功? ? (g=9.8m/s2)解: 小球下落高度为小球下落高度为5m5m9hmgWG=59.85 J=245 J11 可见可见, ,重力做的功等于重力做的功等于“mgh”这个量的变化这个量的变化. .在物理在物理学中，学中， “ “mghmgh”就用这个物理量表示物体的重力势就用这个物理量表示物体的重力势能。能。hh2h1AB物体从物体从A落到落到B的过程中的过程中,重力做功重力做功重力做功与路径无关重力做功与路径无关, ,只跟始末位置的高度差有关只跟始末位置的高度差有关10hmgWG=mg（h1-h2）=mgh1-mgh212一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、三、重力重力势能表达式势能表达式 Ep = mgh重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量1113重力势能的表达式重力势能的表达式 Ep = mgh m 物体的质量，单位：千克（物体的质量，单位：千克（kg）Ep 物体的重力势能，单位：焦（物体的重力势能，单位：焦（J）g 重力加速度，单位：米秒重力加速度，单位：米秒2（ms2）h 物体的高度，单位：米（物体的高度，单位：米（m） 即：物体的重力势能等于物体的重即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积量和它的高度的乘积1214一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、三、重力重力势能表达式势能表达式 Ep = mgh1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量1315WG = Ep1 - Ep2 重力做功重力做功WG(正、负）正、负）重力势能重力势能EP（增加、减少）（增加、减少）重力做功和重力重力做功和重力势能变化的关系势能变化的关系物体物体上升上升物体物体下降下降正正负负减少减少增加增加重力做的功重力做的功等于等于重力势能的减少重力势能的减少物体克服重力物体克服重力做的功做的功等于等于重重力势能的增加力势能的增加1416重力做功与路径无关重力做功与路径无关 一质量为一质量为5kg5kg的小球从的小球从5m5m高处下落高处下落, , 碰撞地面碰撞地面后弹起后弹起, , 每次弹起的高度比下落高度低每次弹起的高度比下落高度低1m, 1m, 求求: :小小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功功? ? (g=9.8m/s2)解: 小球下落高度为小球下落高度为5m5m15hmgWG12PPPEEE12mghmgh 58 . 9508 . 95J245=245J17一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、三、重力重力势能表达式势能表达式 Ep = mgh1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量1618需要先选定参考平面需要先选定参考平面 在参考面下方的物体的高度是负值，在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能也是负值。 参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的 . 在参考面上方的物体的高度是正值，在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；重力势能也是正值；势能是标量势能是标量+ +、表示大小表示大小1719例：例： 如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以的小球，从桌面以上上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2)参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面6J10J-4J0h1h2AB 选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同1820一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、三、重力重力势能表达式势能表达式 Ep = mgh1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系势能的相对性（高度的相对性）势能的相对性（高度的相对性）2、重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量1921例：例： 如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以的小球，从桌面以上上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2)参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面6J10J-4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB 选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，对一个确定的过程，WG和和EP与参考面的选择与参考面的选择无关无关2022一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、三、重力重力势能表达式势能表达式 Ep = mgh1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系势能的相对性（高度的相对性）势能的相对性（高度的相对性）2、势能变化的确定性（高度变化的确定性势能变化的确定性（高度变化的确定性）3、重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量21231、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：、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；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；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；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。重力做功的多少与参考平面的选取无关。 2、物体在运动过程中，克服重力做功为、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：则： A、重力做功为重力做功为50J； B、物体的重力势能一定增加了物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的动能一定减少物体的动能一定减少50J； D、重力做了重力做了50J的负功。的负功。243、关于重力势能的几种理解，正确的是、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、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物 体做功体做功B 、 相 对 于 不 同 的 参 考 平 面 ， 物 体 具 有 不 同 数、 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 重值 的 重 力 势 能 ， 但 这 并 不 影 响 研 究 有 关 重 力势能的问题力势能的问题C 、 在 同 一 高 度 将 物 体 不 论 向 何 方 向 抛 出 ， 只、 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、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零 25小 结一、重力做功的特点：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二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关 的能量。的能量。 表达式表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系三、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正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。，正负表示大小。 一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。零势能参考面。 hmgWGmghEP21PPGEEW
