【物理】重力势能 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

8.2 重 力 势 能新课导入新课导入 我们知道物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。重力势能的表达式应该是怎样的呢？新知探究新知探究【交流讨论交流讨论】知识点一：重力做的功假设已知量，人的质量，楼层的高度，楼梯的倾角，用做功的定义式求解，会得到两次做功相同，都是-mgh。观察图片，想一想，讨论下面的问题1.同一个人，选择乘电梯和走楼梯两种方式从一楼到10楼，怎样求出重力做的功？2.两次过程重力做的功有什么大小关系？新知探究新知探究3.对比两种情况下重力做的功，归纳重力做功的特点。提示：重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。新知探究新知探究【梳理深化梳理深化】1.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。2.重力做功的大小：功等于物体所受的重力跟起点高度的乘积 mgh1 与跟终点高度的乘积 mgh2 两者之差。即新知探究新知探究【交流讨论】1.为什么杠铃放在地板上是安全的，而举重完毕后却能把地板砸穿？知识点二：重力势能同一个物体，高度增大重力势能增大。新知探究新知探究2.试分析图中物体在A、B、C两点的重力势能，桌面为零势能面，已知物体的质量为m.3.物体由AB，BA其重力势能的变化，与重力做功的关系是？新知探究新知探究【梳理深化梳理深化】1.重力势能概念：地球上的物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。2.同一高度的物体，质量越大，重力势能越大；质量相同的物体，高度越高，重力势能越大。3.重力势能表达式：Ep=mgh4.重力势能也是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，符号为 J5.重力做的功与重力势能的关系可以写为WG EP1 EP2新知探究新知探究知识点三：重力势能的相对性新知探究新知探究【交流讨论交流讨论】1.重力势能总是相对于某个水平面来说的。2.重力势能与参考平面有关；不同1.为什么水球从高处抛下就威力巨大？高度h是相对于谁的呢？2.重力势能大小与高度有关，它是相对于谁呢？参考面不同，重力势能是否相同？新知探究新知探究1.重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面。2.对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能也是负值，重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。3.重力势能的大小与参考面的选取有关。【梳理深化梳理深化】新知探究新知探究【练一练练一练】如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，g取10 m/s2，求：(1)以桌面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(2)以地面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(3)以上计算结果说明什么？（1）新知探究新知探究【练一练练一练】如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，g取10 m/s2，求：(2)以地面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？新知探究新知探究【练一练练一练】如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，g取10 m/s2，求：(3)以上计算结果说明什么？通过上面的计算可知，重力势能是相对的，它的大小与零势能参考平面的选取有关，而重力势能的变化是绝对的，它与零势能参考平面的选取无关，其变化值与重力对物体做功的多少有关。新知探究新知探究【交流讨论】知识点四：弹性势能1.发生形变的弓对飞出的箭做功了吗，说明弓有什么能？2.发生形变的杆对运动员做功了吗，说明杆有什么能？3.弹簧的弹性势能大小与那些因素有关?弹性势能 形变大小及劲度系数新知探究新知探究1.发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有势能，这种势能叫作弹性势能2.弹性势能的大小跟形变量的大小有关，跟弹簧的劲度系数有关.3.势能也叫位能，与相互作用的物体的相对位置有关.【梳理深化】新知探究新知探究【练一练练一练】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、弹簧的弹性势能是怎样变化的？小明向下运动，重力做正功，重力势能减小；弹簧的压缩量增大，所以弹簧的弹性势能增大。当堂检测当堂检测1.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，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.A到B的曲线轨迹长度不知，无法求出此过程中重力做的功B.A到B过程中阻力大小不知，无法求出此过程中重力做的功C.A到B重力做功mg(Hh)D.A到B重力做功mgHD当堂检测当堂检测2.下列关于重力势能的说法正确的是()A.物体确定了，它的重力势能的大小也随之确定B.物体越高，它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能增加了D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零C当堂检测当堂检测3.如图所示，大壮正在将一拉力器拉开。关于这一过程中拉力器中弹簧的弾力和弹性势能的变化情况，下列说法正确的是（）A弹力和弹性势能都变大B弹力和弹性势能都变小C弹力变大，弹性势能变小D弹力变小，弹性势能变大A当堂检测当堂检测4.一根弹簧的F-x图像如图所示，当弹簧的伸长量由3.0 cm变为6.0 cm的过程中（）A.弹力所做的功是0.45 J，弹性势能减少了0.45 JB.弹力所做的功是0.6 J，弹性势能减少了0.6 JC.弹力所做的功是-0.45 J，弹性势能增加了0.45 JD.弹力所做的功是-45 J，弹性势能增加了45 JC当堂检测当堂检测5.塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？(g=10m/s2)重力做功 WG=Ep1-Ep2=mg(h1-h2)=14000J重力势能减少了14000J。若物体加速或减速下降，答案不变。课堂小结课堂小结重力势重力势能能重力做的功重力做的功重力做的功只跟起点和终点的位置有关，而跟运动的路径无关WG=mgh1-mgh2重力势能重力势能地球上的物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能重力势能表达式：Ep=mgh重力做的功与重力势能的关系可以写为WG EP1 EP2重力势能的相重力势能的相对性对性重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面 重力势能是相对于参考平面而言弹性势能弹性势能发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有弹性势能弹性势能的大小跟形变量的大小有关，跟弹簧的劲度系数有关