第四节重力势能2011ppt课件.ppt

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1、疑是银河落九天。飞流直下三千尺，为什么水会往低处流？为什么水会往低处流？ 从高处往低处流从高处往低处流的水能够推动水轮机的水能够推动水轮机做功，表明水原来做功，表明水原来“储存储存”一定的能量。一定的能量。物体由于具有一定高物体由于具有一定高度而具有的能量叫做度而具有的能量叫做重力势能重力势能。重力势能和哪些物理量有关系？重力势能和哪些物理量有关系？ 当物体的高度发生变化时当物体的高度发生变化时,重力要做功重力要做功:物体下降时重力做正功物体下降时重力做正功;物体被举高时物体被举高时重力做负功重力做负功.因此因此,认识重力势能应对重认识重力势能应对重力做功进行研究力做功进行研究.一、重力做的功

2、一、重力做的功物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2W WG G= =mghmgh=mg(h=mg(h1 1h h2 2) ) = =mghmgh1 1mghmgh2 2 重力做功特点重力做功特点物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从A A到到B BABhLh1h2W WG G=mgLcos=mgLcos = =mghmgh =mg(h =mg(h1 1h h2 2) ) = =mghmgh1 1mghmgh2 2物体物体沿任一路径沿任一路径从从A A运到运到B Bh1h2h3ABh2h1hAh 1LW W1 1=mgLcos=mg=mgLcos=mgh h1 1W=W

3、1+W2+W3+ W=mgh1+ mgh2 + mgh3 + =mg（h1+ h2 + h3 )=mg h =mgh1mgh21h2h重力做功的重力做功的特点特点: :重力做功重力做功只跟它的起点和终点的位置只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关（高度差）有关，与物体运动的路径无与物体运动的路径无关关。WG = 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功的大小等于物重跟起点高度的乘积mghmgh1 1与物重跟终点高度的乘积与物重跟终点高度的乘积mghmgh2 2两者两者之差。即之差。即: :即：即：W WG G = mg = mgh h1.1.

4、定义：物体的重力势能等于它所受重力定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。与所处高度的乘积。2.2.单位：国际单位制中，焦耳单位：国际单位制中，焦耳(J)(J)。 1J=1kg1J=1kg.m.s.m.s-2-2.m=1N.m.m=1N.m3.3.重力势能是重力势能是标量标量，状态量。，状态量。4.4.重力势能的变化量重力势能的变化量: : E EP P=mgh=mgh2 2-mgh-mgh1 1在物理学中在物理学中, , 我们把物理量我们把物理量mghmgh叫做叫做物体的重力势能。常用物体的重力势能。常用 表示表示, ,即即 pEmghEp二二.重力势能重力势能W WG G =

5、mgh = mgh1 1-mgh-mgh2 2 = =E Ep p1 1- -E Ep p2 2三、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，减少的重力势能少的重力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，增加的重力势能加的重力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 W WG G = =E Ep p讨论讨论：重力势能为零的物体是不是就重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？没有重

6、力势能？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面下方在参考面下方的物体的高度是的物体的高度是负值负值，重，重力势能也是力势能也是负值负值。 参考平面的选取是参考平面的选取是任意任意的的 . .在参考面上方在参考面上方的物体的高度是的物体的高度是正值正值，重，重力势能也是力势能也是正值正值；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 必须指出的是，必须指出的是，重力势能跟重力做功密重力势能跟重力做功密切相关切相关，而重力是而重力是地球

7、与物体之间的地球与物体之间的相相互作用力互作用力。也就是说，倘若。也就是说，倘若没有地球，没有地球，就谈不上就谈不上重力。重力。所以，严格说来，重力所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体势能是地球与物体所组成的这个物体“系统系统”所共有的，而不是地球上的物所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。体单独具有的。重力势能属于重力势能属于物体和地球组成的系统物体和地球组成的系统 。五五. .重力势能的系统性重力势能的系统性 平常所说的平常所说的“物体物体”的重力势能，的重力势能，只是一种习惯简化的说法。只是一种习惯简化的说法。如图，质量如图，质量0.5kg0.5kg的小球，从桌面以上的

8、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请按要求填写请按要求填写(g=10m/s(g=10m/s2 2) )参考参考平面平面小球小球在在A A点点重力重力势能势能小球小球在在B B点点重力重力势能势能下落过下落过程小球程小球重力做重力做功功下落过下落过程小球程小球重力势重力势能变化能变化桌面桌面地面地面 6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB 选取不同的参考平面选取不同的参考平面, ,物体的重物体的重力势能的数值不同力势能的数值不同 对一个确定的过程，对一个确定的过程，W W

9、G G和和E EP P与参考面的选择无关与参考面的选择无关20小小 结结一、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与路径无关，只与起点和终点的高度差有关有关二、重力势能：地球上的物体具有的与二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。它高度有关的能量。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：重力做的功等于重力势能减少重力做的功等于重力势能减少W WG G=mg=mgh h1 1mgmgh h2 2 重力做负功时，重力势能增加重力做负功时，重力势能增加四、重力势能是相对的四、重力势能是相对的 ，正负表示大小正负表示大小。 W W

10、G G=mgh =mgh 高度差高度差 Ep=mgh一般不加说明是以地面或题目中的最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参考平面。低点所在的平面作为参考平面。五、势能是系统能。指系统所有。五、势能是系统能。指系统所有。 1 1、选择不同的水平面作为参考平面，物、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体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量中重力势能改变量( ) ( ) 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，后者具有不前者具有相同的数值，后者具有不同的数值同的数值 D.D.

11、前者具有不同的数值，后者具有相前者具有不同的数值，后者具有相同的数值同的数值 D D3、质量是、质量是50 kg的人沿着长的人沿着长150m、倾、倾角为角为30的斜坡路走上土丘，重力对他的斜坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少所做的功是多少?他克服重力所做的功他克服重力所做的功是多少是多少?他的重力势能增加了多少他的重力势能增加了多少?4、一质量为、一质量为5kg的小球从的小球从5m高处下落高处下落, 碰撞地面后弹起碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下每次弹起的高度比下落高度低落高度低1m, 求求:小球从下落到停在地小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功面的过程中重力一共做了多少功?

12、(g=9.8m/s2)5、关于重力做功和物体的重力势能，、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：下列说法正确的是：A、当重力对物体做正功时，物体的重当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；力势能一定减少；B、物体克服重力做功时，物体的重力物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；势能一定增加；C、地球上的物体的重力势能都只有一地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；个唯一确定的值；D、重力做功的多少与参考平面的选取重力做功的多少与参考平面的选取无关。无关。ABD6、物体在运动过程中，克服重力做功、物体在运动过程中，克服重力做功为为50J，则：则：A、重力做功为重力做功为50JB、物体的重力势能一定增加了物体的重力势能一定增加了50JC、物体的动能一定减少物体的动能一定减少50JD、重力做了重力做了50J的负功的负功BD