重力势能（个人整理版）ppt课件.ppt

疑是银河落九天。飞流直下三千尺， 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5 20122012年的第一场雪，比年的第一场雪，比以往来的更晚一些以往来的更晚一些 蓬松的白雪，给人以恬蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而雪崩静、美丽的感觉。然而雪崩爆发时，以排山倒海之势，爆发时，以排山倒海之势，推毁沿途一切，给人类、自推毁沿途一切，给人类、自然界带来不尽的灾难然界带来不尽的灾难绝美面具下的死神绝美面具下的死神！一个大缸一个大缸 放在你脚边，有何感觉？放在你脚边，有何感觉？淡定中！淡定中！Help!如果把它高高的悬挂在你的头顶上呢？如果把它高高的悬挂在你的头顶上呢？WF l cos1、功的定义式、功的定义式FlFF使用方法：使用方法：1、大小大小找夹角、大小大小找夹角2 、分解力分解力F 3、分解位移、分解位移l类型类型3类型类型2类型类型1BBh1h2h3hh1h2Amg类型类型1:1:类型类型2:2:类型类型3:3:A1A2A3WGmghmgh1mgh2WGmgl cosmghmgh1mgh2WGmgh1mgh2mgh3 mghmgh1mgh2lBmgAAmg思考：重力做功的特点是什么？思考：重力做功的特点是什么？物体运动时，重力对它做的功只跟它的物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和起点和终点的位置终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。有关，而跟物体运动的路径无关。WGmgh1mgh2思考：初态和末态的表达式均为思考：初态和末态的表达式均为“mgh”，这个，这个“mgh”代表什么？代表什么？一、重力做功的特点：一、重力做功的特点：物体的重力势能等于它所受的重力与所处物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积高度的乘积EPmgh标量标量二、重力势能二、重力势能物体由于被举高而具有的能量物体由于被举高而具有的能量1、定义：、定义：2、单位：、单位：焦耳（焦耳（J）3、标矢性：、标矢性：hm4 、状态量状态量?过程量过程量？WGmgh1mgh2初态初态的重力的重力势能势能末态的重力势能末态的重力势能重力做重力做的功的功三、重力做功与重力势能变化之间的关系三、重力做功与重力势能变化之间的关系BAmghh1h2WGEP1EP2重力做功对应着重力做功对应着重力势能的减少重力势能的减少1、当物体由、当物体由高处高处向向低处低处运动时：运动时：2、当物体由、当物体由低处低处向向高处高处运动时：运动时：重力做正功，即重力做正功，即WG，EP1EP2重力势能减小重力势能减小重力做负功，即重力做负功，即WG，EP1EP2重力势能增大重力势能增大WGEP1EP2重力做的功等于重力势能的减少量重力做的功等于重力势能的减少量物体克服重力做的功等于重力势能的增加量物体克服重力做的功等于重力势能的增加量一个跳水运动员质量一个跳水运动员质量m，身，身高高L,站在高为站在高为H的跳台上，的跳台上，关于估算此时运动员的重力关于估算此时运动员的重力势能的结果可能正确的是？势能的结果可能正确的是？A、0 B、2mgL)(2LHmg CD2mgLABCD 很诡异！高度是相对的，势能也是相对的计算要先选定高度是相对的，势能也是相对的计算要先选定参考平面参考平面 在参考面下方的物体的高度是负值，重力在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。势能也是负值。 参考平面的选取是任意的，但通常选择地面参考平面的选取是任意的，但通常选择地面或最低点为参考平面或最低点为参考平面 .在参考平面时物体重力势在参考平面时物体重力势能为零能为零 在参考面上方的物体的高度是正值，重力在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；势能也是正值；势能是标量势能是标量+ +、表示大小表示大小15重力势能有相对性（高度具有相对性）重力势能有相对性（高度具有相对性）四四、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，处在，处在参考平面参考平面的物体的重力势能的物体的重力势能为为0 0 ，参考平面，参考平面上方上方的物体的重力势能是的物体的重力势能是正正数，参考平面数，参考平面下方下方的物体的重力势能是的物体的重力势能是负负数，为了比较势能的大小，应数，为了比较势能的大小，应选选同一个同一个参考平面参考平面 。重力势能的增量重力势能的增量Ep EPBEPA - -2mgh例：例： 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,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18重力势能的变化是绝对的（高度变化有绝对性）重力势能的变化是绝对的（高度变化有绝对性）五五、1 1、相对性相对性:重力势能具有相对性。重力势能具有相对性。 势能有势能有正、负，正、负，表示表示大、小大、小。 参考平面参考平面的选取是任意的，的选取是任意的，可视可视研究问题的方便而定，研究问题的方便而定，通常选地面为通常选地面为参考平面参考平面。重力势能的相对性和重力势能变化重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性的绝对性2、重力势能的变化与参考平面的选取、重力势能的变化与参考平面的选取无关。无关。小树大树那个更小树大树那个更高高重力做功，物体重力势能变化；重力做功，物体重力势能变化；如果没有重力，还有重力势能吗如果没有重力，还有重力势能吗？说明：1、重力是地球与物体之间的相互作用力，严格地说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是说物体具有重力势能。2、势能是物体系由于其中各物体之间或物体内各部分存在相互作用而具有的能是由各物体的相对位置决定的，所以势能也叫位能。例如：我们以后会学到的分子力与分子势能，电场力与电势能。它们都是系统共有的 ，都具有类似的功能规律。20六、势能是系统所共有的。六、势能是系统所共有的。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：二、重力势能：物体由于被举高而具有的能量物体由于被举高而具有的能量 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。重力势能的变化是绝对的。，正负表示大小。重力势能的变化是绝对的。 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。面。五、势能是系统所共有的。五、势能是系统所共有的。hmgWGmghEPWG=EP29 例例1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，一定不会对别的物体重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功做功 B 放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C 在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等相等 D 相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题 E 一个物体的重力势能从一个物体的重力势能从-5J变化到变化到-3J，其重力，其重力势能变小了势能变小了答案：答案：CD. 例例2、如图所示，长为如图所示，长为2L的轻杆的中点有一转轴的轻杆的中点有一转轴O，两端分别固定质量为两端分别固定质量为2m、m的小球的小球a和和b，当杆从，当杆从水平位置转到竖直位置时，小球水平位置转到竖直位置时，小球a和和b构成的系统构成的系统的重力势能如何变化，变化了多少？的重力势能如何变化，变化了多少？系统的重力势能减小系统的重力势能减小重力势能的改变重力势能的改变为：为： -mgL遵守社会公德遵守社会公德: : 防止高空坠物防止高空坠物