（2021新人教版）高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律 第2节重力势能ppt课件.ppt

1、 1. 知道重力做功与运动的路径无关。 2. 理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计 算。 3. 知道重力势能具有相对性，理解重力做功与重力势 能变化的关系。 4. 知道探究弹性势能表达式的思路 5. 理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的 相关因素(重点) 学习目标 请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功 一、重力做功特点 第一种情况重力做的功： 第二种情况重力做的功：第二种情况重力做的功： 第三种情况重力做的功： 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 （只跟它的初末位置的高度差有关），而跟物体运动的路径无关。 1、物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的

2、乘积 2、重力势能是标量，单位是焦耳（J） 2 1J1kg m sm1N m 二、重力势能 EPmgh h m h m h mm 质量相同时，高度越 高，重力势能越大 高度相同时，质量 越大，重力势能越 大 3、重力做功和重力势能变化的关系： WGmgh1 mgh2 初态的重力势初态的重力势 能能 末态的重力末态的重力 势能势能 重力做重力做 的功的功 PPPG EEEW 21 WGEp1 Ep2 h h h A h h h A h h h A B BB EpB=- 3mgh EpA=2 mgh EpB=- 2mgh EpA=0 EpA=- mgh EpB=0 1.为了比较势能的大小我们通常选

3、一个参考面，处在参考面的物体的重 力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体 的重力是负数。 三、重力势能的相对性 2.参考面的选取不影响重力势能的变化： EpBEpA - -2mgh 1、参考面（0势能面）的选取是任意的。 2、选不同的参考面,物体的重力势能各不相同(相对）,但对重力势能的变 化没有影响（绝对）。 3、通常选地面为参考面。 说明： 1、重力是物体与地球之间的作用力 2、重力势能是物体与地球组成的系统所共有的 四、重力势能是系统所共有的 定义：发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的 势能 五、弹性势能 思考：弹性势能与哪些因素有关？ 六、弹

4、性势能的表达式 如何求弹性势能的表达式？ 弹性势能与 弹力做功的 关系 弹性势能与 什么因素有 关 分析弹 力做功 求出弹性 势能的表 达式 重力势能与 m和h有关 重力势能与重 力做功有关 分析 重力 做功 类比类比 猜猜 想想 猜想猜想1： 猜想猜想3： 猜想猜想2： 类比类比：WG = mgh1 - mgh2 = Ep 弹簧的弹性势能与弹力做的功的关系 k一定，l越大，弹性势能越大 l一定，k越大，弹性势能越大 拉力做功等于克服弹簧弹力做的功，也等于弹簧弹 性势能的变化量 拉力做的功与弹力做的功的关系 怎样计算弹簧弹力做的功？ F F 123 ,FFF 细分过程：把弹簧伸长的过程分成很多

5、足够小的过程，在各 个小段上，弹力可近似认为是不变的 微分思想微分思想 2 l 3 l 怎样计算弹簧弹力做的功？ 123 ,FFF 积分思想积分思想 1 l 2 l 3 l 111 lFW 222 lFW 333 lFW 怎样计算弹簧弹力做的功？ 化变为恒：在各个小段上，弹力可近似认为是不变的 WF1l1F2l2F3l3 匀速直线运动匀速直线运动 重力的功 0 类比推理 法 o t v v o o t v v oo t v v o o l F o l F o l F 匀变速运动位移 弹力的功 o l F l k l o t v v o vt 类比推理 法 WFSl 面 积 在图 象 中 ：=

6、= 21 2k L 类比推理 法 弹性势能的表达式 2 p 1 2 Ekl 七、弹性势能与重力势能的区别 1、势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定。 2、势能是标量，单位是焦耳。 3、重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始末 位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差 小结 常考题型 题1 下列关于重力势能的几种说法，正确 的是（） A.重力势能等于零的物体，一定不会对别 的物体做功 B.放在地面上的物体，它的重力势能一定 等于零 C.选取地面为参考平面，从不同高度将某 一物体抛出，落到同一桌面上时物体的重 力势能相等 D.重力势能及重力势能的变化

7、均与零势能 参考平面有关 【解析】A错：重力势能为零的物 体可能还有动能，物体还可以继续下 落，所以还能对别的物体做功。 B错：重力势能的大小与零势能面的 选取有关，如果不选地面为零势能面， 则地面上物体的重力势能就不为零。 C对：物体落到同一桌面上的高度相 对参考平面高度是 相 同 的 ， 根 据 Ep=mgh知，重力势能相等。 D错：重力势能与零势能面的选择有 关，但重力势能的变化与零势能面的 选择无关。 C 题组一重力势能的理解与计算 提示：重力势能与零势能面的选择有关，但重力势能的变化 与零势能面的选择无关。 D 【解析】A、B错：在整个过程中，物体下降的高度为h=1.8 m-1.25

8、 m=0.55 m，该过程中重力对物体做的功为W=mgh=0.1100.55 J=0.55 J。 C对，D错：重力做多少正功重力势能就减少多少，故球的重力势能一定 减少了0.55 J。 C 【点评】功是能量变化的量度，重力的功量度重力势能的 变化。 题组二重力做功与重力势能变化的关系 【注意】 重力势能的变化只取决于重力对物体做 的功，与物体 是否还受其他力的作用以 及其他力是否做功无关。 题组三匀质细链的重力势能 【点评】对于无法利用公式直接计算重 力做功的问题，可以通过求重力势能的变 化量求解重力做的功。 匀质细链类重力势能的求法 （1）当链条呈直线状态（水平、竖直或倾 斜）放置时，重心位置在其中点， 中的h表 示链条中心相对于参考平面的高度。 （2）当链条不以直线状态（如折线）放置 时，应当分段（使所分的每段都是直线状态） 表示重力势能，然后各段重力势能求和。 A 【解析】当撤去力F后，小 车向右运动的过程中，弹簧 先由压缩状态恢复到原长， 然后再伸长，所以形变量先 减小后增大，则弹簧的弹性 势能先减小再增大。 D 题组四对弹性势能的理解 A 谢谢！