重力势能幻灯片.ppt

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1、重力势能第1页，共23页，编辑于2022年，星期三重力势能：物体由于被举高而具有的势能。重力势能：物体由于被举高而具有的势能。当物体的高度发生变化时，重力要做功当物体的高度发生变化时，重力要做功物体被举高时：重力做物体被举高时：重力做 功功物体下降时：重力做物体下降时：重力做 功功正正负负第2页，共23页，编辑于2022年，星期三物体竖直下落物体竖直下落 从从 A 到到 BAhBm6一、重力的功一、重力的功第3页，共23页，编辑于2022年，星期三一、重力的功一、重力的功物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从 A 到到 CAChmL第4页，共23页，编辑于2022年，星期三物体沿曲线运动物体沿曲线

2、运动h1h2h3AChAh 1mL L7第5页，共23页，编辑于2022年，星期三重力做功与路径无关重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差只跟始末位置的高度差 h h有关有关8重力做功的特点重力做功的特点为什么有这一特点？为什么有这一特点？场力？恒力？场力？恒力？男人？男性？男人？男性？第6页，共23页，编辑于2022年，星期三 1 1、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,碰撞地面碰撞地面后弹起后弹起,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:小小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多

3、少功功?(g=10m/s?(g=10m/s2 2)250J250J9课堂训练课堂训练第7页，共23页，编辑于2022年，星期三 可见可见,重力做的功等于重力做的功等于“mghmgh”这个量的变化这个量的变化.在物在物理学中，理学中，“mghmgh”是一个由特殊意义的物理量是一个由特殊意义的物理量.就用就用这个物理量表示物体的重力势能。这个物理量表示物体的重力势能。hh2h1AB物体从物体从A A落到落到B B的过程中的过程中,重力做功重力做功10第8页，共23页，编辑于2022年，星期三 二、重力势能二、重力势能表达式表达式 m 物体的质量，单位：千克（物体的质量，单位：千克（kg）Ep 物体

4、的重力势能，单位：焦（物体的重力势能，单位：焦（J）g 重力加速度，单位：米秒重力加速度，单位：米秒2（ms2）h 物体的高度，单位：米（物体的高度，单位：米（m）即：即：物体的重力势能等于物体的重力和它的高物体的重力势能等于物体的重力和它的高度的乘积度的乘积12第9页，共23页，编辑于2022年，星期三WG =mgh1-mgh2 =Ep1-Ep2 14重力做功与重力势能变化关系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，减少的重减少的重力势能力势能等于重力对物体做的功等于重力对物体做的功 如果

5、重力做如果重力做负功负功，重力势能重力势能增加增加，增加的重增加的重力势能力势能等于物体克服重力做的功等于物体克服重力做的功第10页，共23页，编辑于2022年，星期三计算重力势能之前需要先选定参考平面计算重力势能之前需要先选定参考平面 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。参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的.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，重力重力势能也是势能也是正值正值；势能是势能是标量标量+、表示表示大小大小17三、重力势能的相对性三、重力势能的相对性高度的相对的，所以重力势能也是相对的高度

6、的相对的，所以重力势能也是相对的第11页，共23页，编辑于2022年，星期三例：例：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 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请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s(g=10m/s2 2)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-10Jh1h2

7、AB 选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，对一个确定的过程，W WG G和和EEP P与参考面的选择无关与参考面的选择无关20第12页，共23页，编辑于2022年，星期三四、势能是系统所共有的四、势能是系统所共有的 严格说来，重力势能是地球和物体所组成的严格说来，重力势能是地球和物体所组成的这个物体这个物体“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。平常所说的平常所说的“物体物体”的重力势能，只是一致的重力势能，只是一致习惯简化的说法。习惯简化的说法。第13页，共23页，编辑于2

8、022年，星期三小 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有关与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关 的能量。的能量。表达式表达式 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 重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加重力做负功，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。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作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零势能

9、参考面。为零势能参考面。五、势能是系统能五、势能是系统能 第14页，共23页，编辑于2022年，星期三 关于重力势能的几种理解，正确的是关于重力势能的几种理解，正确的是 A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也 随之确定随之确定 B.放在地面上的物体，它的重力势能不一定等于零放在地面上的物体，它的重力势能不一定等于零 C.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能越大物体与零势能面的距离越大，它的重力势能越大 D.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，重 力势能变小了力势能变小了答案：答案：B【例【例1】负号：负号：方向？

10、相对大小？相反事物？方向？相对大小？相反事物？第15页，共23页，编辑于2022年，星期三 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量能和某一过程中重力势能改变量()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 D【例【例2】第16页，共23页，编辑于2022年，星期三 起重机以加速度起重机以加速度a=g/4将

11、质量为将质量为m的物体匀的物体匀减速地沿竖直方向提升高度减速地沿竖直方向提升高度h.则则(1)起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？(2)物体克服重力做功为多少？物体克服重力做功为多少？(3)物体的重力势能变化了多少物体的重力势能变化了多少?3mgh/4 mgh 增加增加mgh【例【例3】第17页，共23页，编辑于2022年，星期三 长为长为L、质量为、质量为m的铁链放置在光滑的水平桌的铁链放置在光滑的水平桌面上，用一个竖直向上的力将它面上，用一个竖直向上的力将它缓慢缓慢拉起，当链条下拉起，当链条下端离开桌面时，拉力所做的功。端离开桌面时，拉力所做的功。F【例

12、【例4】第18页，共23页，编辑于2022年，星期三 悬挂的小球在悬挂的小球在水平外力的作用下，水平外力的作用下，缓缓慢慢地从最低点上升到如图地从最低点上升到如图位置，求拉力所做的功。位置，求拉力所做的功。FFL【例【例5】第19页，共23页，编辑于2022年，星期三 1 一物体静止在光滑水平面上一物体静止在光滑水平面上,先对物体先对物体向右施一水平力向右施一水平力F1 1,经过时间经过时间t 后撤去后撤去F1 1,立即立即对物体施加一水平向左的力对物体施加一水平向左的力F2 2,又经过时间又经过时间t 后后,物体回到出发点物体回到出发点.在这一过程中力在这一过程中力F1 1和和F2 2分别对

13、物体做功分别对物体做功W1 1和和W2 2的关系是的关系是 A A.W1 1=W2 2 B.B.W2 2=2=2W1 1 C.C.W2 2=3=3W1 1 D.D.W2 2=5=5W1 1第20页，共23页，编辑于2022年，星期三 2 如图所示如图所示,摆球质摆球质量为量为m,悬线的长为悬线的长为L,把把悬线拉到水平位置后放手悬线拉到水平位置后放手.设在摆球运动过程中空气设在摆球运动过程中空气阻力阻力f 的大小不变的大小不变,求摆球求摆球从从A A运动运动 到竖直位置到竖直位置B时，时，重力重力mg、绳的拉力、绳的拉力T、空、空气阻力气阻力f 各做了多少功？各做了多少功？AB第21页，共23

14、页，编辑于2022年，星期三 电动机通过一电动机通过一绳吊起一质量为绳吊起一质量为8Kg的物体，的物体，绳的拉力不能超过绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过电动机的功率不能超过1200W。要将此物体由静止。要将此物体由静止起用最快的方式吊高起用最快的方式吊高90m（已知此物体在吊高接近（已知此物体在吊高接近90m时已开始以最大的速度时已开始以最大的速度匀速上升）所需的时间为多匀速上升）所需的时间为多少？（少？（g=10m/s2)匀加速匀加速运动运动功率功率不变不变匀速度匀速度运动运动3 第22页，共23页，编辑于2022年，星期三 一个圆柱形的竖直的井里存有一定量的水，一个圆柱形的竖

15、直的井里存有一定量的水，井的侧面和底部是密闭的，在井中固定地插着一根井的侧面和底部是密闭的，在井中固定地插着一根两端开口的薄壁管，管和井共轴，管下端未触及井两端开口的薄壁管，管和井共轴，管下端未触及井底，在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下底，在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下滑动。开始时，管内外水面相齐，且活塞恰好接触滑动。开始时，管内外水面相齐，且活塞恰好接触水面，如图所示。现用卷扬机通过绳子对活塞施加水面，如图所示。现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向的力一个向的力F，使活塞缓慢向上移动。已知管筒，使活塞缓慢向上移动。已知管筒半径半径r=0.10m，井的半径，井的半径R=2r，水的密度，水的密度=1.00103Kg/m3，大气压强，大气压强P0=1.00105 Pa。求。求活塞上升活塞上升H=9.00m的过程中拉力的过程中拉力F所做的功所做的功（井和管在水面以上及水面以下的部分都足够长，（井和管在水面以上及水面以下的部分都足够长，不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度g取取10m/s2）。）。4第23页，共23页，编辑于2022年，星期三