重力势能实用.pptx

第1页/共24页1认识重力做功与路径无关的特点2理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式进行计算3理解重力做功与重力势能变化的关系4知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的第2页/共24页一、重力做的功一、重力做的功特特点点：只只跟物体运动的 和 的位置有关，而跟物体运动的 无关物体下降时重力做 功；物体被举高时重力做 功表表达达式式：WG mg(h1h2)，其其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度起点终点路径正负mgh第3页/共24页二、重力势能二、重力势能1定义定义：物物体由于 而具有的能量叫做重力势能2大大小小：物物体的重力势能等于它所受 与所处 的乘积，表达式为Ep 3单位单位：在在国际单位制中重力势能的单位是 ，与功的单位相同被举高重力高度mgh焦耳第4页/共24页4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表表达式：(1)当物体由高处运动到低处时，重力做 功，重力势能 ，即WG0，Ep1Ep2.重力势能减少的数量 重力所做的功(2)当物体由低处运动到高处时，重力做 功，或者说 ，重力势能 ，即WG0，Ep1Ep2.重力势能增加的数量 物体克服重力所做的功WGEp1Ep2mgh1mgh2正减少等于物体克服重力做功增加等于负第5页/共24页三、重力势能的性质三、重力势能的性质相对性相对性重重力势能总是相对选定的 而言的(该平面常被称为零势能面)标矢性标矢性重重力势能为 ，其正负表示重力势能的大小物体在参考平面上方时，重力势能为 值，在参考平面下方时，重力势能为 值系统性系统性重重力势能是 与 所组成的系统共有的参考平面标量正地球物体第6页/共24页温馨提示温馨提示(1)在参考平面上的所有物体的重力势能均为零在参考平面上的所有物体的重力势能均为零(2)重力势能的正负表示大小，重力势能的正负表示大小，不表示方向不表示方向第7页/共24页一、对重力势能的进一步理解一、对重力势能的进一步理解相对性相对性因因为为Epmgh，高高度度h的的相相对对性性决决定定了了重重力力势势能能具具有有相相对对性性，例例如如计计算算放放在在桌桌子子上上的的物物体体具具有有多多大大的的重重力力势势能能时时，可可能能有有不不同同的的结结果果如如图图7-4-1所所示示，若若选选择择桌桌面面为为参考平面，物体的重力势能为参考平面，物体的重力势能为0，选择地面为参考平面，物体的重力，选择地面为参考平面，物体的重力势能为正值，选择桌面上方的某一高度为势能为正值，选择桌面上方的某一高度为参考平面，物体的重力势能为负值参考平面，物体的重力势能为负值图7-4-1第8页/共24页系统性系统性重重力是地球与物体相互吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法第9页/共24页重力势能是标量重力势能是标量(1)物物体的重力势能为负值表示物体的重力势能比在参考平面上时具有的重力势能要少，这跟用正负表示温度高低是相似的(2)对于同一物体，在参考平面已选定的情况下，重力势能的正值一定大于负值，即重力势能的正负直接表示大小，不表示方向第10页/共24页二、重力做功与重力势能的比较二、重力做功与重力势能的比较 概念概念比较项目比较项目重力做功重力做功重力势能重力势能物理意义物理意义重力对物体做功重力对物体做功由物体与地球的相互作用由物体与地球的相互作用力和它们之间的相对位置力和它们之间的相对位置决定的能决定的能表达式表达式WGGhmghEpmgh第11页/共24页影响大小影响大小的因素的因素重力重力mg和初末位置的高和初末位置的高度差度差h重力重力mg和某一位置相对参考面的高和某一位置相对参考面的高度度h特点特点只与初、末位置的高度只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考差有关，与路径及参考平面的选择无关平面的选择无关与参考平面的选择有关，选择不同的与参考平面的选择有关，选择不同的参考平面会有不同值参考平面会有不同值过程量过程量状态量状态量联系联系重力做功过程是重力势能改变的过程，重力做正重力做功过程是重力势能改变的过程，重力做正 功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加 且重力做且重力做了多少功，重力势能就改变多少，即了多少功，重力势能就改变多少，即WGEp1Ep2Ep第12页/共24页特特别别提提醒醒(1)重重力力做做功功是是重重力力势势能能变变化化的的原原因因，重重力力做做的的功功与与重重力力势势能能的的变变化化量量为为等等值关系，两者均与参考平面的选择无关值关系，两者均与参考平面的选择无关(2)重重力力势势能能的的变变化化只只取取决决于于物物体体的的重重力力做做功功的的情情况况，与与物物体体除除重重力力外外是是否否还还受受其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关第13页/共24页教材资料分析教材资料分析说一说说一说(教材教材P65)点点拨拨不不能能因因为为从从概概念念建建立立的的逻逻辑辑上上讲讲，是是因因为为认认识识了了重重力力做做功功与与路路径径无无关关后后，才才能能引引入入重重力力势势能能的的概概念念，如如果果重重力力对对物物体体所所做做的的功功与与路路径径有有关关，那那么么在在同同一一高高度度处处，物体的重力势能不一定相同，物体的重力势能不一定相同，所以此时不能把所以此时不能把mgh叫做物体的重力势能叫做物体的重力势能第14页/共24页【典典例例1】如如图7-4-2所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则()A重力对两物体做功相同B重力的平均功率相同C到达底端时重力的瞬时功率PAPBD到达底端时两物体的速度相同重力做功的特点重力做功的特点 图7-4-2第15页/共24页第16页/共24页【变式变式1】沿沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，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、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多C沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多D不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同第17页/共24页解解析析重重力力做做功功与与物物体体的的运运动动路路径径无无关关，只只与与初初末末状状态态高高度度差差有有关关，不不论论是是光光滑滑路路径径还还是是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，高度差相同，克服重力做功就相同，粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，高度差相同，克服重力做功就相同，D对对答案答案D第18页/共24页【典例典例2】如如图7-4-3所示，在离地面高为H的地方，将质量为m的小球以某一初速度竖直向上抛出，上升的最大高度为h.取抛出位置所在的平面为参考平面则：(1)小球在最高点和落地处的重力势能各是多少？(2)小球从抛出至落地的过程中，重力对小球做的功和重力势能的变化量各是多少？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 图7-4-3第19页/共24页解解析析小小球球上上升升的的最最高高点点距距参参考考平平面面的的距距离离为为h，所所以以在在最最高高点点具具有有的的重重力力势势能能为为Ep1mgh.落落地地时时小小球球在在参参考考平平面面下下方方H处处，所所以以落落地地时时小小球球具具有有的的重重力力势势能能为为Ep2mgH.由由于于重重力力做做功功与与路路径径无无关关，小小球球从从抛抛出出到到落落地地的的过过程程中中重重力力做做功功WGmgH.再再由由公公式式WGEp得这一过程中小球重力势能变化量得这一过程中小球重力势能变化量EpmgH，负号表示重力势能减少，负号表示重力势能减少答案答案(1)mghmgH(2)mgHmgH第20页/共24页借题发挥借题发挥重力势能变化的原因是因为重力做了功重力做多少功，物体的重力势能就改重力势能变化的原因是因为重力做了功重力做多少功，物体的重力势能就改变多少，二者间的数值关系式为变多少，二者间的数值关系式为EpWG.第21页/共24页【变式变式2】如如图7-4-4所示运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是()A阻力对系统始终做负功B系统受到的合外力始终向下C加速下降时，重力做功大于系统重力势能的减小量D任意相等的时间内重力做的功相等图7-4-4第22页/共24页解解析析下下降降过过程程中中，阻阻力力始始终终与与运运动动方方向向相相反反，做做负负功功，A对对；加加速速下下降降时时合合力力向向下下，减减速速下下降降时时合合力力向向上上，B错错；下下降降时时重重力力做做功功等等于于重重力力势势能能减减少少，C错错；由由于于任任意意相相等等的的时时间间内下落的位移不等，所以，任意相等时间内重力做的功不等，内下落的位移不等，所以，任意相等时间内重力做的功不等，D错错答案答案A第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页