第三节重力势能.pptx

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1、地球上的物体由于被举高而具有重力势能重力势能与哪些因素有关呢？可能与物体的重力和高度有关你能用身边的物体来大致地检验一下猜想吗？从以上实验可以验证我们的猜想： 重力势能与物体的重力以及高度有关，重力越大，高度越高，物体的重力势能就越大。但这并不能说明重力势能与重力和高但这并不能说明重力势能与重力和高度的具体的数量关系。度的具体的数量关系。怎样才能认识这种具体的数量关系呢？怎样才能认识这种具体的数量关系呢？可见，要认识重力势能，不能脱可见，要认识重力势能，不能脱离对重力做功的研究。离对重力做功的研究。物体被举高时，重力势能增加，这时重力做负功。物体下落时，重力势能减少，这时重力做正功。可见重力势

2、能的变化与重力做功有着密切的关系。其实做功的过程就是能量变化的过程。物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2 一.重力做功mg物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从 A A 到到 B BABhLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2mg物体物体沿曲线沿曲线运动运动 从从 A A 到到 B Bh1h2h3ABhAh11L1W1=mgL1cos1=mg h1WG=W1+W2+W3+ WG=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3 + =mg （h 1+ h 2 + h 3+ )=m

3、g h =mgh1mgh2h1h2mgmg重力做功的特点: 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。WG = mgh = mgh1 - mgh2上述分析过程表明：上述分析过程表明：功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。即 可见可见, “mghmgh”这个这个量量具有特殊意义，符合重力势具有特殊意义，符合重力势能的基本特征，因此我们把物理量能的基本特征，因此我们把物理量mghmgh叫做物体的叫做物体的重力势能重力势能.如果重力的功与路径有关，即对应于同样的起如果重力的功与路径有关，即对应于同样的起点和终点

4、，重力对同一物体所做的功，随物体运点和终点，重力对同一物体所做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把动路径的不同而不同，我们还能把mghmgh叫做物体的叫做物体的重力势能吗？为什么？重力势能吗？为什么？说一说：思考：能引入“摩擦力势能”这种物理量吗？hAB1.1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。高度的乘积。2 2. .单位：国际单位制中，焦耳单位：国际单位制中，焦耳(J)(J)。 1 1J=1J=1kgkgms-2 m m=1=1N Nm m3.3.重力势能是重力势能是标量标量。4.4.状态量状态量( (与物体与物体在某一位置在

5、某一位置、某一时刻对应的物理量、某一时刻对应的物理量）。5 5. .重力势能的变化重力势能的变化 E EP P=mgh=mgh2 2-mgh-mgh1 1= = E EP P2 2- -E EP P1 1 Ep=mgh二、重力势能WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2三、重力做功与重力势能变化关系三、重力做功与重力势能变化关系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 如果重力做如果重力做正功正功，重力势能，重力势能减少减少，减少的重力，减少的重力势能势能等于等于重力对物体做的重力对物体做的功功 如果重力做如果重力做负功负功，重力势能，重力势能增加增加，增加

6、的重力，增加的重力势能势能等于等于物体物体克服克服重力做的重力做的功功即即 WG = Ep 讨论讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？因为他从五楼的窗台跳到了五楼的室内地板上脑筋急转弯：有一个人从五楼的窗台上跳下来，竟然毫发无损，是什么原因呢？计算重力势能之前需要先选定计算重力势能之前需要先选定参考平面参考平面 在参考在参考平平面面下方下方的物体的高度是的物体的高度是负值负值，重力势能，重力势能也是也是负值负值。 参考平面的参考平面的选取选取可以可以是是任意任意的的 . 在在参考参考平平面面上方上方的物体的高度是的物体的高度是正值正值，重力势能，重

7、力势能也是也是正值正值；势能是势能是状态量状态量、标量标量+ +、表示表示大小大小四、重力势能的相对性高度是相对的，所以重力势能也是相对的高度是相对的，所以重力势能也是相对的 通常,我们以地面为参考平面或题目中的最低水平面为参考平面。 在在参考参考平平面面处处的的物体的物体的高度高度认为认为是是零零，重力势能重力势能也也是是零零；(所以也把参考平面叫做零势能面）所以也把参考平面叫做零势能面）严格说来，严格说来，重力势能重力势能是地球与物体所是地球与物体所组成的这个物体组成的这个物体“系统系统”所共有的，而所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。不是地球上的物体单独具有的。如果没有地球，物体受到

8、重力作用吗？如果没有地球，物体受到重力作用吗？如果没有重力作用，还有重力势能吗？如果没有重力作用，还有重力势能吗？五.重力势能的系统性 平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。重力做功与路径无关重力做功与路径无关课堂训练：课堂训练： 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, , 碰碰撞地面后弹起撞地面后弹起, , 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少小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功功? ?重力势能变化了多少？重力势能变化了多少？ (g=9.8m/s2)解:

9、 小球下落高度为小球下落高度为5m5mhmgWG12PPPEEE12mghmgh JJ2455895.JJ24558950895).(重力做的功重力做的功重力势能变化量重力势能变化量课堂训练：课堂训练： 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点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h h2 2=0.8m=0.8m(1)请请按要求填写下表按要求填写下表(g=10m/s2)所选择的所选择的参考参考平面平面小球在小球在A点的重力点的重力势能势能小球在小球在B点的重力点的重力势能势能整个下落整个下落过程小球过程小球重力做

10、功重力做功整个下落过整个下落过程小球重力程小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面6J10J-4J0 选取选取不同的参考平面不同的参考平面,物体的重力势能的数值物体的重力势能的数值不不同同,但重力做功的多少以及重力势能的变化没有影但重力做功的多少以及重力势能的变化没有影响。响。10J10J-10J-10Jh1h2AB（2）如果下落时有空气阻力，表格中的数如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？据是否应该改变？小 结一一、重力做功的特点：、重力做功的特点： 与与路径无关，只与起点和终点的高度差有关路径无关，只与起点和终点的高度差有关二二、重力势能、重力势能：三、重力三、重力做功与重力势能变化的关系做功与重力势能变化的关系 重力重力做正功，重力势能减少做正功，重力势能减少 重力重力做负功，重力势能增加做负功，重力势能增加四四、重力势能是相对的、重力势能是相对的 ，正负表示大小，正负表示大小。五、重力势能是物体与地球组成的系统所具有的。五、重力势能是物体与地球组成的系统所具有的。hmgWGmghEP21PPGEEW