高一物理ppt课件：2.2势能的改变.ppt
第第2 2节节 势能的改变势能的改变陨陨石石坑坑高处的物体具有能量，落下时会以做功的方式释放出来。高处的物体具有能量，落下时会以做功的方式释放出来。水力发电站水力发电站世界第一大瀑布世界第一大瀑布尼亚加拉大瀑布尼亚加拉大瀑布雪崩，具有极大的能量，能摧毁沿途的一雪崩，具有极大的能量，能摧毁沿途的一切。切。一一. .重力势能重力势能1.1.定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能。定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能。2.2.重力势能的大小：重力势能的大小：木木球球钢钢球球（1 1）让等大的木球和钢球从等高）让等大的木球和钢球从等高的地方落下，的地方落下，（2 2）让钢球从不同的高度落下。）让钢球从不同的高度落下。小实验：小实验：结论：结论：重力势能的大小与物体的质重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关。量和所处的高度有关。3.3.公式表示：公式表示：Ep=mgh4.4.重力势能是标量，单位：重力势能是标量，单位：J。5.5.重力势能具有相对性：重力势能具有相对性：（1 1）重力势能的大小与）重力势能的大小与零势能参考平面零势能参考平面的选择有关。的选择有关。（3 3）重力势能是）重力势能是地球与物体组成的系统地球与物体组成的系统所共有的。所共有的。（2 2）没有特别说明则以）没有特别说明则以地面地面为零势能参考平面。为零势能参考平面。一一. .重力势能重力势能对选定的参考平面而言对选定的参考平面而言, ,在参考平在参考平面上方的物体，高度是正值，重面上方的物体，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，重力势方的物体，高度是负值，重力势能也是负值能也是负值. .物体具有负的重力势物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重能，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比在参考平面上具有的重力势能要少力势能要少. .参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的, ,通常选取地面通常选取地面作为参考平面作为参考平面( (零势能面零势能面).).一一. .重力势能重力势能hhhAhhhAhhhABBBEPB=-3mghEPA=2mghEPB=-2mghEPA=0EPA=-mghEPB=0重力势能具有重力势能具有相对性相对性，在参考面的物体重力势能为，在参考面的物体重力势能为0 0 ，参参考面上方考面上方物体的重力势能是物体的重力势能是正值正值，参考面下方参考面下方物体的重力物体的重力势能是势能是负值负值. .为了比较势能的为了比较势能的大小大小，应选，应选同一同一个参考面个参考面 。例例1：求物体求物体A、B两点的重力势能和由两点的重力势能和由A到到B的重力势能的重力势能的变化量。的变化量。二、重力做功与重力势能的改变二、重力做功与重力势能的改变WG=mgh=mg(h1h2)=mgh1mgh2 PP2P121PP2P121E = E- E= mgh - mghE = E- E= mgh - mgh小球自由下落小球自由下落AhBh1h2GGAhBh1h2GGff小球在小球在G G和和f f的共同作用下下落的共同作用下下落两种情况的重力势能变化一样，说明物体重力势能的变两种情况的重力势能变化一样，说明物体重力势能的变化只与重力做功有关，与其它力做功无关。化只与重力做功有关，与其它力做功无关。WG=EP1EP2=PE1、下降、下降:WG0, 0, Ep2Ep1,势能减少势能减少 PE2、上升、上升:WG0, Ep2Ep1,势能增加势能增加 PE例例2：如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上的小球，从桌面以上h1=1.2m的的A点点落到地面的落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下请按要求填写下表表(g=10m/s2)参考参考平面平面小球在小球在A A点重力点重力势能势能小球在小球在B 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-10J-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与参考平面的选择无关与参考平面的选择无关物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从A到到CWG=mgLcosa =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2重力做功的特点重力做功的特点AChaLh1h2二、重力做功与重力势能的改变二、重力做功与重力势能的改变物体沿物体沿曲线曲线运动运动 从从A到到Ch1h2h3ACh2h1hh1AL L1 1)(321hhhmgmgh21mghmgh 321WWWW321hmghmghmgW111coshmgmglW重力做功与路重力做功与路径无关径无关, ,只跟只跟始末位置的高始末位置的高度差度差h h有关有关. .h 1AL L1 1放大3.质量是质量是50kg的人沿着长的人沿着长L=150m、倾角为、倾角为30的的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少？他克坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？（少？（g取取10m/s2）3030=50101500.5J =3.75104J例题例题 他克服重力所做的功为他克服重力所做的功为3.75104J他的重力势能增加了他的重力势能增加了3.75104J解析：重力对他做的功为解析：重力对他做的功为 WG= mgLsin30跳跃器跳跃器蹦床蹦床观察观察压弯的跳跃器、下陷压弯的跳跃器、下陷的蹦床、压弯的跳板，的蹦床、压弯的跳板，有什么共同的变化？有什么共同的变化？跳板跳水跳板跳水问题：问题：1.1.定义：定义：物体因发生弹性形变而具有的势能称为弹性势能。物体因发生弹性形变而具有的势能称为弹性势能。三、弹性势能的改变三、弹性势能的改变日常生活的实例日常生活的实例三、弹性势能的改变三、弹性势能的改变1.定义：定义：物体因发生弹性形变而具有的势能称为弹性势能。物体因发生弹性形变而具有的势能称为弹性势能。三、弹性势能的改变三、弹性势能的改变2.弹簧的弹性势能的影响因素：弹簧的弹性势能的影响因素：(1).同一弹簧被压缩或拉伸形变越大，其弹性势能越大。同一弹簧被压缩或拉伸形变越大，其弹性势能越大。(2).劲度系数不同的弹簧，形变相同时弹性势能也不同。劲度系数不同的弹簧，形变相同时弹性势能也不同。3.弹力做功与弹性势能的关系：弹力做功与弹性势能的关系： 弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做正功，弹性势能减少 弹簧弹力做负功，弹性势能增加弹簧弹力做负功，弹性势能增加三、弹性势能的改变三、弹性势能的改变4.势能也叫位能，是由相互作用的物体的相对位置势能也叫位能，是由相互作用的物体的相对位置决定的决定的.重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的，重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的，弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位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置决定的1.物体在运动过程中，克服重力做功物体在运动过程中，克服重力做功50J，则，则( )A重力做功为重力做功为50JB物体的重力势能一定增加物体的重力势能一定增加50JC物体的重力势能一定减少物体的重力势能一定减少50JD重力做功为重力做功为-50J BD 课堂训练课堂训练2.如图所示，桌面高为如图所示，桌面高为h，质量为，质量为m的小球从离桌面高的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力处自由落下，不计空气阻力.假设桌面处的重力势能假设桌面处的重力势能为为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（）A.mgh B.mgHC.mg(h+H) D.mghD课堂训练课堂训练3.下列关于重力势能的说法，正确的是下列关于重力势能的说法，正确的是( )A重力势能只跟物体所处的初末位置有关，重力势能只跟物体所处的初末位置有关， 与物体实际经过的路径无关与物体实际经过的路径无关B重力势能的变化，只跟重力做功有关，重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关和其他力做功多少无关C重力势能是矢量，当重力对物体做正功重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少时，物体的重力势能减少D重力势能是物体和地球共有的，而不是重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的物体单独具有的 ABD课堂训练课堂训练4我国发射的我国发射的“神舟神舟”七号飞船在绕地球七号飞船在绕地球4545圈圈后，于后，于20082008年年9 9月月2828日胜利返航，在返回舱拖着日胜利返航，在返回舱拖着降落伞下落过程中，其重力做功和重力势能变降落伞下落过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为化的情况为( () )A A重力做正功，重力势能减小重力做正功，重力势能减小B B重力做正功，重力势能增加重力做正功，重力势能增加C C重力做负功，重力势能减小重力做负功，重力势能减小D D重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加A课堂训练课堂训练重力做功与路径无关重力做功与路径无关5.质量为质量为5kg的小球从的小球从5m高处下落高处下落, 碰撞地面后弹起碰撞地面后弹起, 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, 求求:小球从下落到停小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2)解：解：小球下落高度为小球下落高度为5m5m9GWmg h = =59.85J =245=245J课堂训练课堂训练
