高中物理人教版必修2ppt课件：7.4-重力势能.pptx

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1、-1-4.重力势能-2-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页-3-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页填一填练一练一、重力做的功(见课本第64页)1.物体的高度发生变化时,重力要对物体做功:物体被举高时,重力做负功,物体下降时,重力做正功。2.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。3.表达式:W=mgh=mgh1-mgh2,其中h1、h2分别表示起点和终点的高度。-4-4.重力势能XINZHIDA

2、OXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页填一填练一练二、重力势能(见课本第65页)1.重力势能(1)定义:物体由于被举高而具有的能量。(2)大小:等于物体所受重力与所处高度的乘积,即Ep=mgh。(3)单位:国际单位是焦耳,符号为J。2.重力做功与重力势能变化的关系(1)表达式:WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2。(2)两种情况-5-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页填一填练一练三、重力势能的相对性和系统性(见课本第65页)1.相对性重力势能总是相对选定的参考平面而言

3、的。(该平面常被称为零势能面)2.标矢性重力势能为标量,其正负表示重力势能的大小。物体在参考平面上方时,重力势能为正值,在参考平面下方时,重力势能为负值。3.系统性重力势能是地球与物体所组成的系统共有的。-6-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页填一填练一练下列说法中正确的是()A.在地平面以下的物体重力势能一定为负值B.质量大的物体重力势能一定大C.不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大D.离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零解析：重力势能的大小与零势能面的选取有关,所以在地面以下的物体的重力势能也不一定为负

4、值,A项错误;而离地面有一定高度的物体的重力势能也可能为零,D项正确;由Ep=mgh知B、C项错误。答案：D-7-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二对重力势能的理解对重力势能的理解如图所示是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验示意图,从图中你能知道重力势能与哪些因素有关吗?-8-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.重力势能的正负重力势能是标量,其数值可正可负可为零,

5、表示的是相对大小,如图所示。物体在A、B、C三点重力势能的正负如表所示。-9-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.重力势能的三个性质(1)重力势能的相对性由于重力势能表达式为Ep=mgh,高度h的相对性决定了重力势能具有相对性。选取不同的水平面作为零势能面,其重力势能具有不同的数值,即重力势能的大小与零势能面的选取有关。(2)重力势能变化的绝对性物体在这两个高度不同的位置时,由于高度差一定,重力势能之差也是一定的,即物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关。(3)重力势能的系统性

6、重力是地球对物体吸引而产生的,如果没有地球对物体的吸引,就不会有重力,也不存在重力势能,所以重力势能是这个系统共同具有的,平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法。-10-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二-11-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1导学号61270093(多选)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

7、随之确定B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能变大了D.在地面上的物体,它具有的重力势能不一定等于零解析：重力势能具有相对性,参考平面的选取不同,其数值也不同,选项A错误,D正确;物体若在参考平面下方,物体与参考平面的距离越大,它的重力势能越小,所以选项B错误;重力势能为标量,其“+”“-”表示重力势能的大小,-5 J应小于-3 J,选项C正确。答案：CD-12-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二-13-4.重力势能

8、XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1(多选)下列说法中,正确的是()A.重力势能大的物体,离地面高度大B.重力势能大的物体,所受重力一定大C.重力势能大的物体,质量不一定大D.重力势能大的物体,离地面高度不一定大解析：重力势能的公式Ep=mgh,h为物体与参考平面的高度,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,下方物体的高度为负值,重力势能也是负值。所以重力势能大的物体,h不一定大,质量也不一定大,选项C、D正确。答案：CD-14-4.重力势能XINZHIDAOX

9、UE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系如图所示,熟透的苹果从离水面2 m处的树枝上落下,后又在水中继续下降2 m,请思考:(1)苹果在空中下落及在水中下落的过程重力做功一样多吗?(2)这两个过程苹果重力势能的改变一样吗?-15-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析-16-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测D

10、AYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.重力做功与重力势能的比较-17-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析2.重力做功与重力势能变化关系的理解、应用(1)无论物体是否受其他力的作用,无论物体做何种运动,关系式WG=-Ep总是成立的。(2)利用关系式WG=-Ep可由重力做功的正负及大小判断重力势能的增减及大小,反之也可以由重力势能的增减及大小判断重力做功的正负及大小。-18-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测

11、DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析-19-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】(多选)用拉力F将一个重为5 N的小球匀速提升3 m,如图所示,在这个过程中,下列说法正确的是()A.小球的重力做了15 J的功B.拉力F对小球做了15 J的功C.小球的重力势能增加了15 JD.合力对小球做的功是15 J解析：小球上升,重力做负功,WG=-mgh=-53 J=-15 J,选项A错误;因为小球匀速上升,所以拉力F=G=5 N,则拉力做功WF=Fh=

12、53 J=15 J,选项B正确;因小球克服重力做功15 J,故小球重力势能增加15 J,选项C正确;因为小球匀速上升,合力为零,则合力不做功,选项D错误。答案：BC-20-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析-21-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2 导学号61270094大型拱桥的拱高为h,弧长为L,如图所示。质量为m的汽车在以不变的速率v由A点运动到B点的过

13、程中,以下说法正确的是()A.由A到B的过程中,汽车的重力势能始终不变,重力始终不做功B.汽车的重力势能先减少后增加,总的变化量为0,重力先做负功,后做正功,总功为零C.汽车的重力势能先增大后减小,总的变化量为0,重力先做正功,后做负功,总功为零D.汽车的重力势能先增大后减小,总的变化量为0,重力先做负功,后做正功,总功为零-22-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析：前半阶段,汽车向高处运动,重力势能增加,重力做负功;后半阶段,汽车向低处运动,重力势能减小,重力做正功。选项D正

14、确。答案：D-23-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页1 2 3 4 51.关于物体的重力势能,下列说法中错误的是()A.物体重力势能的数值随选择的参考平面的不同而不同B.物体的重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的C.重力对物体做正功,则物体的重力势能增加D.物体位于所选的参考平面以下时,物体的重力势能为负值解析：根据重力势能的相对性,A项正确;根据重力势能的系统性,B项正确;根据重力做功与重力势能变化的关系,C项错误;根据重力势能正、负的含义,D项正确。答案：C-24-4.重力势能XINZHIDAOXUE新

15、知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页1 2 3 4 52.游客爬山时,不小心将手中的皮球滑落,球从山上的位置A滚到了山脚下的位置B,高度标记如图所示,则下列说法正确的是()A.从A到B的曲线长度不知道,无法求出此过程重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功C.从A到B重力做功mg(H+h)D.从A到B重力做功mgH解析：重力做的功只与初末位置的高度差有关,与路径以及受的其他力无关。从A到B重力做功WG=mgH。答案：D-25-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑

16、解惑首页1 2 3 4 53.(多选)物体在运动过程中,克服重力做功50 J,则下列说法中正确的是()A.物体的高度一定降低了B.物体的高度一定升高了C.物体的重力势能一定是50 JD.物体的重力势能一定增加50 J解析：克服重力做功,即重力做负功,重力势能增加,高度升高,克服重力做多少功,重力势能就增加多少,但重力势能的大小是相对的。故A、C错误,B、D正确。答案：BD-26-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页1 2 3 4 54.如图所示,质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达 的D点时,速度为零,在这个过程中,重力做功为()答案：B-27-4.重力势能XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页1 2 3 4 55.导学号61270095(选做题)如图所示,一条铁链长为2 m,质量为10 kg,放在水平地面上,拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间,铁链克服重力做的功为多少?(g取 10 m/s2)答案：100 J