7.4重力做功及其与重力势能改变的关系—人教版高中物理必修二课件 (共25张PPT).ppt
,7.4重力势能重力做功及其与重力势能改变的关系,1.做功的二要素：,力,在力的方向上发生位移,2.功的计算公式：,F是恒力,是力和位移的夹角,3.功是标量，有正负之分，正负号既不表示大小，也不表示方向。,4.总功的计算公式：,(l是对地位移),(代数和),(F合是恒力),【思考】我们都知道恒力做功的表达式为，重力是恒力，那么重力做功表达式如何？特点又是如何？,设一个质量为m的物体，从高度是h1的位置，沿如下图所示的三种路径运动到高度是h2的位置,物体竖直下落,物体沿斜线运动,物体沿曲线运动,微元法,类型1,类型2,类型3,例1.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，则下列说法正确的是()A.从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程中重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功C.从A到B重力做功mg(H+h)D.从A到B重力做功mgH,D,【思路点拨】考查重力做功公式WG=mgh及重力做功的特点。,【变式】若球从B运动到A，则球的重力做功又是多少呢？,【思考】根据重力做功表达式为，易知mgh除了表达重力做功之外，还具有一个特殊意义，是什么呢？,重力势能,mgh与重力做功密切相关，并随着高度的增加而增加、随质量的增加而增加，与势能的基本特征一致，因此把物理量mgh叫做物体的重力势能，用EP表示,(物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积),理论上零势能面的选取是任意的，计算时必须首先选取参考平面（零势能面），通常选地面或系统最低处为参考平面,例2.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,0,-4J,10J,10J,-10J,-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，W和EP与参考面的选择无关,W=-Ep,【思考】根据重力做功表达式为，易知重力做功W与重力势能的改变量EP有确定的关系，是什么样的关系呢？,(重力做的功等于重力势能改变的负值),理解重力做功与重力势能变化的关系,物体向下运动，重力做功，重力势能。物体向上运动，重力做功，重力势能。,当物体向上或向下运动时，重力做什么功？重力势能如何变化？,正,减少,负,增加,【结论】,例3.如图所示，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置,在空中达到的最高点2的高度为h。(1)足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球克服重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？(2)足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？足球的重力势能减少了多少？(3)足球由位置1运动到位置3时，重力做了多少功？足球的重力势能变化了多少？,重力做功W,重力势能EP,重力势能的改变量EP,无具有绝对性,有具有相对性,无具有绝对性,例4.如图所示，质量为m的小物体沿1/4弧面以初速度v滑下，圆弧的半径为R，A点与圆心O等高。下滑过程中物体所受摩擦力Ff大小不变，则在物体由A下滑至B的过程中，(1)求重力势能的变化量EP；(2)求物体克服摩擦力做的功。,例1.(多选)关于重力做功和物体重力势能的变化，下列说法中正确的是()A.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B.当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C.重力做功的多少与参考平面的选取无关D.重力势能的变化量与参考平面的选取有关,ABC,【思路点拨】考查重力做功与重力势能改变量的关系。,非质点类物体的重力势能1.重力势能的计算式是Ep=mgh,对于实际物体,式中h表示物体重心相对零势能面的高度。2.求解绳子、链条类物体的重力势能时注意：重心位置的确定是关键，粗细均匀、质量分布均匀的长直绳子或链条,其重心在长度的一半处。,两种情况下重力势能的求解(1)当绳子、链条呈直线状(或水平或竖直或倾斜)放置时,Ep=mgh中的h表示长度一半位置处的重心相对零势能面的高度。(2)当绳子、链条不以直线状(如折线状)放置时，应当分段表示重力势能再求和。,7.5弹性势能弹力做功及其与弹性势能改变的关系,发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能，这种势能叫做弹性势能。用EP表示，国际单位J。,如图所示，缓慢拉动弹簧使弹簧从A拉伸到B，将此过程分成无数小段，拉力在每小段可认为是恒力，它在各段总功之和可以代表拉力在整个过程做的功。,每小段的长度分别是,每小段的拉力分别是,每小段的拉力做的功分别是,拉力在整个过程做的功是,在如图(a)的F-l图象中，是一系列矩形的面积，故它们的和为图(a)中一系列矩形面积之和。,当各小段分割得越来越小时，这些矩形面积的和就越来越接近图(b)所示的三角形面积。,1.表达式中的k是弹簧的劲度系数，l是弹簧的形变量,2.弹簧弹性势能两个影响因素：弹簧的劲度系数弹簧的形变量,3.通常规定弹簧处于原长时，弹性势能是0。那么弹簧无论伸长还是压缩，弹性势能均为正值。,【理解】,同一根弹簧，形变量越大，则具有的弹性势能越大。,由于弹簧弹力F弹与手对弹簧的拉力F是一对平衡力，则,又F弹的方向与弹簧的速度方向相反，故弹簧弹力F弹做负功，即,1.弹力做多少正功，弹性势能就减少多少,2.克服弹力做多少功，弹性势能就增加多少,【理解】,例3.如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是()A.重力势能减少，弹性势能增大B.重力势能增大，弹性势能减少C.重力势能减少，弹性势能减少D.重力势能不变，弹性势能增大,A,
