【课件】重力势能+课件+-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修二册+.pptx

被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能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被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能葛洲坝电站被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量物体由于被举高而具有的能量叫重力势能物体由于被举高而具有的能量叫重力势能被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量 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 5万年前，一颗直径约为万年前，一颗直径约为30305050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5050万千克、速度达到万千克、速度达到2020千米千米秒，爆炸力相当于秒，爆炸力相当于20002000万千克梯恩梯万千克梯恩梯(TNT)(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子，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弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约12451245米，平均深度达米，平均深度达180180米的大坑。米的大坑。据说，坑中可以安放下据说，坑中可以安放下2020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200200多万观众。多万观众。被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量被举高的物体具有能量做一做做一做用自己的课本做如下实验用自己的课本做如下实验 同一课本从不同高度下落到自己手上，同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉感觉？不同质量的课本从同一高度下落到自己不同质量的课本从同一高度下落到自己 手上，感觉手上，感觉.？类型类型1重力的功重力的功BAmgh hh h1 1h h2 2类型类型1 1、物体竖直下落物体竖直下落WGmghmgh1mgh2类型类型2重力的功重力的功lBmgAh hh h1 1h h2 2WGmgl cosmghmgh1mgh2类型类型2 2、物体沿斜线运动物体沿斜线运动类型类型3重力的功重力的功类型类型3 3、物体沿曲线运动物体沿曲线运动Bh1h2h3A1A2A3Amgh hh h1 1h h2 2WGmgh1mgh2mgh3 mghmgh1mgh2WGmghmgh1mgh2类型类型3类型类型2类型类型1BBh1h2h3h hh h1 1h h2 2AmgA1A2A3lBmgAAmg物体竖直下落物体竖直下落物体竖直下落物体竖直下落物体沿斜线运动物体沿斜线运动物体沿斜线运动物体沿斜线运动物体沿曲线运动物体沿曲线运动物体沿曲线运动物体沿曲线运动重力的功重力的功 重力做功重力做功重力做功重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）只跟它的起点和终点的位置（高度差）只跟它的起点和终点的位置（高度差）只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关有关有关有关，与物体运动的路径无关与物体运动的路径无关与物体运动的路径无关与物体运动的路径无关。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:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功少功?(g=10m/s?(g=10m/s2 2)9练一练练一练答案：答案：250J250J重力势能重力势能1 1 1 1、定义：物体的重力势能等于它所受的定义：物体的重力势能等于它所受的定义：物体的重力势能等于它所受的定义：物体的重力势能等于它所受的重力重力重力重力 与与与与所处高度所处高度所处高度所处高度的的的的乘积乘积乘积乘积.2 2 2 2、公式：、公式：、公式：、公式：E EP Pmghmgh3 3 3 3、重力势能是标量，单位是焦耳（、重力势能是标量，单位是焦耳（、重力势能是标量，单位是焦耳（、重力势能是标量，单位是焦耳（J J J J）4 4 4 4、重力做功和重力势能变化的关系重力做功和重力势能变化的关系 WWG G =-=-E Ep p 重力做正功重力势能减少，重力做负重力做正功重力势能减少，重力做负重力做正功重力势能减少，重力做负重力做正功重力势能减少，重力做负功重力势能增加。功重力势能增加。功重力势能增加。功重力势能增加。重力做功是重重力做功是重重力做功是重重力做功是重力势能变化的力势能变化的力势能变化的力势能变化的量度量度量度量度 1、当物体由高处向低处运动时：、当物体由高处向低处运动时：重力做重力做 功功，重力势能重力势能 。2 2、当物体由低处向高处运动时：、当物体由低处向高处运动时：重力做重力做 功功，重力势能重力势能 。正正正正减少减少减少减少负负负负增加增加增加增加练一练练一练v图示的两种情况中物体的势能是增大，变小，图示的两种情况中物体的势能是增大，变小，图示的两种情况中物体的势能是增大，变小，图示的两种情况中物体的势能是增大，变小，还是不变？还是不变？还是不变？还是不变？一个盛水袋，某人从侧一个盛水袋，某人从侧一个盛水袋，某人从侧一个盛水袋，某人从侧面推袋壁使它变形。面推袋壁使它变形。面推袋壁使它变形。面推袋壁使它变形。一根自由悬挂的链条，有一根自由悬挂的链条，有一根自由悬挂的链条，有一根自由悬挂的链条，有人将它的中点下拉，使它人将它的中点下拉，使它人将它的中点下拉，使它人将它的中点下拉，使它成两条直线形状。成两条直线形状。成两条直线形状。成两条直线形状。练一练练一练例例1 1、当重力对物体做正功时，物体的当重力对物体做正功时，物体的 A.A.重力势能一定减少，动能一定增加重力势能一定减少，动能一定增加 B.B.重力势能一定增加，动能一定减少重力势能一定增加，动能一定减少 C.C.重力势能一定减少，动能不一定增加重力势能一定减少，动能不一定增加 D.D.重力势能不一定减少，动能也不一定增加重力势能不一定减少，动能也不一定增加重力势能的相对性重力势能的相对性参考面的物体的重力势能为参考面的物体的重力势能为0 参考面参考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数参考面参考面下方下方的物体的重力是的物体的重力是负负数数1 1、参考平面：、参考平面：规定高度为零的水平面规定高度为零的水平面（通常选取地面为参考平面）（通常选取地面为参考平面）2 2、重力势能的相对性、重力势能的相对性选择不同的参考平面，物选择不同的参考平面，物体的重力势能的值不同。体的重力势能的值不同。例例2 2、如图，质量如图，质量0.5kg0.5kg的小球，从桌面以上的小球，从桌面以上h h1 1=1.2m=1.2m的的A A点落到地面的点落到地面的B B点，桌面高点，桌面高h h2 2=0.8m=0.8m请请按要求填写下表按要求填写下表(g=10m/s(g=10m/s2 2)参考参考平面平面小球在小球在A点重力势点重力势能能小球在小球在B点重力势点重力势能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小下落过程小球重力势能球重力势能变化变化桌面桌面地面地面6J10J-4J010J10J减少减少10J减少减少10J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与参考面的选择无关与参考面的选择无关h1h2AB 例例3 3、如图所示，桌面高为如图所示，桌面高为h h，质量为，质量为m m的小球从离桌面的小球从离桌面高高H H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为为0 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.A.mghmgh B.B.mgHmgH C.C.mgmg(h h+H H)D.-D.-mghmgh 若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来来,重力势能是地球和物体所组成的这个物体重力势能是地球和物体所组成的这个物体“系系统统”所共有的所共有的,而不是地球上的物体单独具有的。而不是地球上的物体单独具有的。平常所说的平常所说的“物体物体”的重力势能的重力势能,只是一致习只是一致习惯简化的说法。惯简化的说法。四、势能是系统所共有的四、势能是系统所共有的例例4 4、关于重力势能的几种理解关于重力势能的几种理解,正确的是正确的是 A.A.重力势能等于重力势能等于0 0的物体的物体,一定不会对别的物体一定不会对别的物体做功做功 B.B.放在地面上的物体放在地面上的物体,它的重力势能一定为它的重力势能一定为0 0 C.C.在不同高度将某一物体抛出在不同高度将某一物体抛出,落地时重力势能落地时重力势能相等相等 D.D.相对不同的参考平面相对不同的参考平面,物体具有不同数值的物体具有不同数值的 重力势能重力势能,但并不影响研究有关重力势能变化的问但并不影响研究有关重力势能变化的问题题 E.E.当重力对物体做正功时当重力对物体做正功时,物体重力势能减小物体重力势能减小 F.F.重力势能是物体和地球共有的重力势能是物体和地球共有的,而不是物体单而不是物体单独具有的独具有的 一、重力的功一、重力的功 重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，与物体运动的路径无关。与物体运动的路径无关。与物体运动的路径无关。与物体运动的路径无关。二、重力势能二、重力势能三、重力势能的相对性三、重力势能的相对性四、势能是系统所共有的四、势能是系统所共有的1 1 1 1、定义：物体的重力势能等于它所受的定义：物体的重力势能等于它所受的定义：物体的重力势能等于它所受的定义：物体的重力势能等于它所受的重力重力重力重力 与与与与所处高度所处高度所处高度所处高度的的的的乘积乘积乘积乘积.2 2 2 2、公式：、公式：、公式：、公式：E E E EP P P Pmghmghmghmgh3 3 3 3、重力势能是标量，单位是焦耳（、重力势能是标量，单位是焦耳（、重力势能是标量，单位是焦耳（、重力势能是标量，单位是焦耳（J J J J）4 4 4 4、重力做功和重力势能变化的关系重力做功和重力势能变化的关系W W W WG G G G=-E E E Ep p p p 练习练习1 1、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量 A.A.都具有不同的数值都具有不同的数值 B.B.都具有相同的数值都具有相同的数值 C.C.前者具有相同的数值，后者具有不同的数值前者具有相同的数值，后者具有不同的数值 D.D.前者具有不同的数值，后者具有相同的数值前者具有不同的数值，后者具有相同的数值练习练习2 2、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 A重力势能的改变量只跟物体所处的初末位置重力势能的改变量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有关，与物体实际经过的路径无关 B B重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关他力做功多少无关 C C重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，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物体的重力势能减少 D D重力势能是物体和地球共有的，而不是物体重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的单独具有的 练习练习3 3、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.A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也 随之确定随之确定 B.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.C.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能越大物体与零势能面的距离越大，它的重力势能越大 D.D.一个物体的重力势能从一个物体的重力势能从5 J5 J变化到变化到3 J3 J，重，重 力势能变小了力势能变小了 E.E.重力势能的减少量等于重力对物体做的功重力势能的减少量等于重力对物体做的功 练习练习4 4、井深井深8m8m，井上支架高为，井上支架高为2m2m，在支架上用一根，在支架上用一根3m3m长的绳子系住一个重长的绳子系住一个重100N100N的物体，则物体的重力势能的物体，则物体的重力势能是是(以地面为参考平面以地面为参考平面)A A100J100J B B700J700J C C100J 100J D D无法确定无法确定 练习练习5 5、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50J50J，则，则 A A重力做功为重力做功为50J50J B B物体的重力势能一定增加物体的重力势能一定增加50J50J C C物体的重力势能一定减少物体的重力势能一定减少50J50J D D重力做功为重力做功为-50J-50J