重力势能 课件--高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、 亚利桑那陨石坑，是亚利桑那沙漠中一个直亚利桑那陨石坑，是亚利桑那沙漠中一个直径径1.2公里、深公里、深180米的巨大陨星坑米的巨大陨星坑，是大约，是大约5万年前万年前一个陨星撞击地球而形成的。那个陨星的主要成分一个陨星撞击地球而形成的。那个陨星的主要成分是铁，宽可达几十米。是铁，宽可达几十米。可放可放20个足球场。个足球场。陨石坑陨石坑雪崩雪崩 2002年，年，俄罗斯俄罗斯高加索北奥塞梯地区，一高加索北奥塞梯地区，一个村庄发生雪崩。造成个村庄发生雪崩。造成100人失踪。人失踪。以上实例说明：以上实例说明：物体一旦处于高处时，就具有了一定的能量。物体一旦处于高处时，就具有了一定的能量。这种能量

2、与哪些因素有关这种能量与哪些因素有关？试举例说明。？试举例说明。说一说说一说重力势能！重力势能！重力势能与重力势能与高度高度h，质量质量m有关！有关！物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2)=mgh1mgh2 一一.重力做功重力做功物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从 A A 到到 C CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2)=mgh1mgh2物体物体沿曲线沿曲线运动运动 从从 A A 到到 C Ch1h2h3AChAh 1L LW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+WG=mg h 1+mg h

3、 2+mg h 3+=mg（h 1+h 2+h 3)=mg h=mgh1mgh2微元法微元法h1h21、重力做功的特点:重力做功与路径无关重力做功与路径无关,只跟初末位置的高度差有关只跟初末位置的高度差有关 2、重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理学中，在物理学中，就用这个物理量就用这个物理量mghmgh表示物体的重力势能。表示物体的重力势能。练习练习1：重为：重为10N小球从距地面高小球从距地面高H=5m处的处的A点落下点落下与地面碰撞后，又弹回到距地面高与地面碰撞后，又弹回到距地面高2m处的处的B点点,整个过整个过程空气阻力大小恒为程空气阻力大小恒为4N，求，求:A到到B过程中重力

4、做的功过程中重力做的功W 1 和空气阻力做的功和空气阻力做的功W2W1=mg(H-h)=10(5-2)J=30JW2=-f(H+h)=-4(5+2)J=-28J Ep=mgh二二.重力势能重力势能1.1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。2 2、表达式、表达式h是相对于零势能面的高度是相对于零势能面的高度hAhB3 3.重力势能是标量重力势能是标量+、表示大小表示大小思考：思考：若以若以B处为零势能面，结果如何？处为零势能面，结果如何？3 3、单位、单位国际单位制中，焦耳国际单位制中，焦耳(J)(J)。1J=1kg 1J=1

5、kgmsms-2-2.m=1N.m.m=1N.m4 4、重力势能的相对性、重力势能的相对性E EP P=mgh=mgh2 2-mgh-mgh1 15 5、重力势能的变化、重力势能的变化计算重力势能需要先选定参考平面计算重力势能需要先选定参考平面参考平面可任意选取，默认地面参考平面可任意选取，默认地面 1.如果重力做如果重力做正功正功，WG0，则则Ep1 Ep2 ，重力势重力势能能减少减少，减少的重力势能，减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 2.如果重力做如果重力做负功负功，WG0，则则Ep1 Ep2,重力势重力势能能增加增加，增加的重力势能，增加的重力势能等于等于物体物体克

6、服克服重力做的重力做的功功 WG =Ephh2h112三、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练习练习2：如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上的小球，从桌面以上h1=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h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2)参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势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下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面 6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB 选取不同的参考平选取不

7、同的参考平面面,物体的重力势能物体的重力势能的数值不同。的数值不同。对一个确定的过对一个确定的过程，程，W WG G和和EEP P与参与参考面的选择无关考面的选择无关.20 相对性相对性 绝对性绝对性 必须指出的是，必须指出的是，重力势能跟重力做功密切重力势能跟重力做功密切相关相关，而重力是而重力是地球与物体之间的地球与物体之间的相互作用力相互作用力。也就是说，倘若也就是说，倘若没有地球，就谈不上没有地球，就谈不上重力。重力。所所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体的这个物体“系统系统”所共有的，而不是地球上所共有的，而不是地球上的物体单独

8、具有的。的物体单独具有的。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.四四.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。五、弹性势能五、弹性势能 发生发生弹性弹性形变的物体的各部分形变的物体的各部分之间，由于有之间，由于有弹力弹力的相互作用，也的相互作用，也具有势能，这种势能叫做具有势能，这种势能叫做弹性势能弹性势能。弹性势能的大小可能与哪些因素有关弹性势能的大小可能与哪些因素有关？试举例说明。？试举例说明。说一说说一说 弹簧弹性势能的表达式弹簧弹性势能的表达式说明：说明：k是弹

9、簧的劲度系数是弹簧的劲度系数 X是弹簧的弹性伸长量或压缩量是弹簧的弹性伸长量或压缩量弹簧处于原长时弹性势能为弹簧处于原长时弹性势能为0 0例、将弹簧拉长或压缩例、将弹簧拉长或压缩x x，弹力大小变化相同，关，弹力大小变化相同，关于弹力做功和弹性势能变化的正确说法为（于弹力做功和弹性势能变化的正确说法为（）A、拉长时弹力做正功，弹性势能增加；压、拉长时弹力做正功，弹性势能增加；压 缩时弹力做负功，弹性势能减小；缩时弹力做负功，弹性势能减小；B、拉长和压缩时弹性势能均增加；、拉长和压缩时弹性势能均增加；C、拉长或压缩、拉长或压缩x时，弹性势能改变相同；时，弹性势能改变相同；D、形变量相同时，弹性势

10、能与劲度系数有关、形变量相同时，弹性势能与劲度系数有关BCDBCD练习练习3：如图所示，桌面离地高为：如图所示，桌面离地高为h，质量为，质量为m的小的小球从离桌面高为球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在该处的重力设桌面为零势能的参考平面，则小球在该处的重力势能为势能为 （）A.mgh B.mgH C.mg（H+h）D.mg（H-h）B练习练习4：关于重力势能，下列说法中正确的是：关于重力势能，下列说法中正确的是()A物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定确定B物体与零势面

11、的距离越大，它的重力势能也越大物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大C一个物体的重力势能从一个物体的重力势能从5 J变化到变化到3 J，重力势，重力势能变大了能变大了D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答案：答案：CD练练习习5:如如图图所所示示，一一条条铁铁链链长长为为2 m，质质量量为为10 kg，放放在在水水平平地地面面上上，拿拿住住一一端端提提起起铁铁链链直直到到铁铁链链全全部部离离开开地地面面的的瞬瞬间间，物物体体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？答案：答案：98 J增加增加98 J