黑龙江省穆棱市朝鲜族学校高中物理 第七章 机械能守恒定律 4 重力势能课件 新人教必修2.ppt

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1、2021/8/11 星期三1第四节 重力势能2021/8/11 星期三2用自己的课本做如下试验用自己的课本做如下试验 1、与高度有关（、与高度有关（h）2、与质量有关、与质量有关 (m)1）同一课本从不同高度下落到自己手）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉上，感觉 2）不同质量的课本从同一高度下落到）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉自己手上，感觉 探究得到的结论：探究得到的结论：如何确定重力如何确定重力势能的大小呢势能的大小呢?2021/8/11 星期三3质量为质量为 m m物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2)=mg

2、h1mgh2 一.重力做功2021/8/11 星期三4质量为质量为m m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)=mgh1mgh22021/8/11 星期三5质量为质量为m物体物体沿曲线沿曲线运动运动 从从 A A 到到 C Ch1h2h3AChW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+W=mg h 1+mg h 2+mg h 3+=mg（h 1+h 2+h 3)=mg h=mgh1mgh2h1h2W2=mg h 2 Ah 11L LB2021/8/11 星期三6AhBAChh1h2h3AChWG=m

3、gh=mgh1mgh22021/8/11 星期三7 重力做功只跟物体的起点和终点的位置重力做功只跟物体的起点和终点的位置（高度差）（高度差）有关，有关，与与物体运动的路径无关物体运动的路径无关。=mgh1-mgh2 上述分析过程表明：上述分析过程表明：重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1 与物重跟终点与物重跟终点高度的乘积高度的乘积mgh2两者之差。两者之差。即：即：WG =mgh“mgh”是一个有特殊意义的物理量一方面与重力是一个有特殊意义的物理量一方面与重力做功有关，又随着高度的变化而变化做功有关，又随着高度的变化而变化2021/8/11 星

4、期三8二、重力势能 表达式：表达式：Ep=mgh物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积1.标矢性：标量2.单位：焦耳（J）2021/8/11 星期三9三、重力做功与重力势能的关系 重力做功重力做功WG(正、负）正、负）重力势能重力势能EP（增加、减少）（增加、减少）重力做功和重力重力做功和重力势能变化的关系势能变化的关系物体物体上升上升物体物体下降下降正正负负减少减少增加增加重力做的功重力做的功等于等于重力势能的减少重力势能的减少物体克服重力物体克服重力做的功做的功等于等于重重力势能的增加力势能的增加2021/8/11 星期三10 将一个质量为

5、5Kg的铁球放在4楼一张1.5m高的桌子上已知每层楼的高度均为2.5m,求铁球的重力势能？（g=10N/Kg）Ep=mgh=5kg10NKg1.5m=75JEp=mgh=5kg10NKg(7.5m+1.5m)=450JEp=0Ep=mgh=5kg10NKg(-1m)=-50J以以4楼地面为参考面楼地面为参考面以以1楼地面为参考面楼地面为参考面以桌面为参考面以桌面为参考面以以4楼顶部为参考面楼顶部为参考面2021/8/11 星期三11四、重力势能的相对性1.计算重力势能之前需要先选定参考平面，参考平面的计算重力势能之前需要先选定参考平面，参考平面的 选取是任意的一般选地面为参考平面选取是任意的一

6、般选地面为参考平面 2.参考平面的重力势能为零参考平面的重力势能为零 参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值 参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值结论：结论：2021/8/11 星期三12物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2以地面为参考面：以地面为参考面：重力势能的差重力势能的差以以B点所在平面为参考面：点所在平面为参考面：重力势能的差重力势能的差EpA=mgh1 EpB=mgh2EpA=mg（h1-h2)=mgh EpB=0EpA-EpB=mghEpA-

7、EpB=mgh2021/8/11 星期三13四、重力势能的相对性1.计算重力势能之前需要先选定参考平面，参考平面的计算重力势能之前需要先选定参考平面，参考平面的 选取是任意的选取是任意的 通常选择地面为参考平面通常选择地面为参考平面 2.参考平面上的重力势能为零参考平面上的重力势能为零 参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值在 参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值3.选取不同的参考平面时重力势能发生改变，但重力选取不同的参考平面时重力势能发生改变，但重力势能的差是不变的势能的差是不变

8、的2021/8/11 星期三14 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.五、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，只是的重力

9、势能，只是一种习惯一种习惯 简化的说法。简化的说法。2021/8/11 星期三15课堂训练课堂训练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一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量量()A.都具有不同的数值都具有不同的数值 B.都具有相同的数值都具有相同的数值 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.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 D D2021/8/11 星期三162.如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上的小

10、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点重力点重力势能势能小球在小球在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10J减少10Jh1h2AB2021/8/11 星期三17 3.一质量为一质量为5kg5kg的小球从的小球从5m5m高处下落高处下落,碰撞地碰撞地面后弹起面后弹起,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=9.8m/s2)解:小球下落高度为小球下落高度为5m5m=5Kg9.8N/Kg5m=245J2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三192021/8/11 星期三20