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。分是铁，宽可达几十米。 可放可放20个足球场。个足球场。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，就具有了一定物体一旦处于高处时，就具有了一定的能量。的能量。想一想：想一想：
2、 物体由于处在一定高度而具有的能物体由于处在一定高度而具有的能量是什么能？量是什么能？ 这种能量与哪些因素有关这种能量与哪些因素有关？（体验）（体验）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！ 物体的高度发生变化时，重力物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被要做功：物体被举高举高时，重力做时，重力做负负功；物体功；物体下降下降时，重力做时，重力做正正功。功。因此，因此，认识这种势能，不能脱离对重认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。力做功的研究。物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mg
3、h2 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 Ch1h2h3ACh2h1hAh 1L LW1=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 =mgh1mgh2微元法微元法 可见可见, ,重力做的功等于重力做的功等于“mgh”这个量的变化这个量的变化. .在物理在物理学中，学中， “ “mghmgh就用这
4、个物理量表示物体的重力势能。就用这个物理量表示物体的重力势能。12mghmgh12()mg hhhh2h1AB物体从物体从A落到落到B的过程中的过程中,重力做功重力做功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有关只跟始末位置的高度差有关12mghmgh10hmgWG重力做功的特点:1.1.定义：定义：物体的重力势能等于它所受物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。重力与所处高度的乘积。2.2.表达式：表达式：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=1kg1J=1kgm.s-2 .m=1N.m .m=1N.m4 4. .重力势
5、能是标量重力势能是标量，无方向无方向。5 5. .重力势能的变化重力势能的变化： E EP P=mgh=mgh2 2-mgh-mgh1 1 Ep=mgh二二. .重力势能重力势能判一判：判一判：物体物体下降下降时：重力做时：重力做 功，功， 重力势能重力势能 。物体物体上升上升时：重力做时：重力做 功，重力势能功，重力势能 。 正正负负减小减小增大增大三、重力做功与重力势能变化关系三、重力做功与重力势能变化关系如图所示：课本如图所示：课本P65WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep214三、重力做功与重力势能变化关系三、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
6、重力做的功等于重力势能的减少量】 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服克服重力做的重力做的功功 WG = Ep1.计算重力势能之前需要先计算重力势能之前需要先选定参考平面选定参考平面 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，重力势能也是重力势能也是负值。负值。 3. 参考平面的选取是参考平面的选取是任意
7、任意的的 .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，重力势能也是，重力势能也是正值；正值；2.2.重力势能是重力势能是标量标量+ +、表示表示大大小小17四、重力势能的相对性四、重力势能的相对性高度是相对的，所以重力势能也是相对的高度是相对的，所以重力势能也是相对的注意注意:【此平面为此平面为h=0,零势能面零势能面】例：例： 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
8、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E EP P与参与参考面的选择无关考面的选择无关. .203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，它的重力势能物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定的大小也随之确定B物体与零势面的距离越大，
9、它的重力物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大势能也越大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，重力势能变大了，重力势能变大了D重力势能的减少量等于重力对物体做重力势能的减少量等于重力对物体做的功的功 答案：答案：CD 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
10、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 .五五. .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。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
11、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为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参考面。零势能参考面。五、势能是系统能。指系统所有。五、势能是系统能。指系统所有。 hmgWGmghEP21PPGEEW要点要点4 关于绳子、链条及流体的重力势能及其变化关于绳子、链条及流体的重力势能及其变化1有质量的绳或铁链有质量的绳或铁链若绳被拉直，则重心在绳的中点，根据重力势能的定若绳被拉直，则重心在绳的中
12、点，根据重力势能的定义可直接求出绳的重力势能；若一部分绳在水平桌面，而义可直接求出绳的重力势能；若一部分绳在水平桌面，而另一部分悬空，则要分段求出每一部分的重力势能，然后另一部分悬空，则要分段求出每一部分的重力势能，然后求出代数和求出代数和题型题型3 与重心变化有关的重力做功问题与重心变化有关的重力做功问题例例3 在水平地面上铺在水平地面上铺n块砖，每块砖的质量均为块砖，每块砖的质量均为m，厚度均为厚度均为h，如图所示现将砖一块一块地竖直叠放起来，如图所示现将砖一块一块地竖直叠放起来，砖的重力势能增加多少？砖的重力势能增加多少？分析：分析：解答本题应把握以下三点：解答本题应把握以下三点：(1)
13、把地面上的把地面上的n块砖和直立起来的块砖和直立起来的n块砖分别看成一块砖分别看成一个整体个整体(2)分析整体重心的变化分析整体重心的变化(3)运用做功与势能变化的关系求解运用做功与势能变化的关系求解随堂巩固训练随堂巩固训练 答案：答案：D 2我国发射的我国发射的“神舟神舟”七号飞船在绕地球七号飞船在绕地球45圈后，圈后，于于2008年年9月月28日胜利返航，在返回舱拖着降落伞下落过日胜利返航，在返回舱拖着降落伞下落过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为程中，其重力做功和重力势能变化的情况为()A重力做正功，重力势能减小重力做正功，重力势能减小B重力做正功，重力势能增加重力做正功，重力势能增
14、加C重力做负功，重力势能减小重力做负功，重力势能减小D重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加答案：答案：A3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物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定之确定B物体与零势面的距离越大，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：CD4如图所示，一条铁链长为如图所示，一条铁链
15、长为2 m，质量为，质量为10 kg，放，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，物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化的瞬间，物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？了多少？答案：答案：98 J增加增加98 J 变式训练变式训练2(2011南京高一检测南京高一检测)跳水运动被称为跳水运动被称为“空中芭蕾空中芭蕾”，极具观赏性，极具观赏性(如图如图)我们国家在跳水运动我们国家在跳水运动方面保持着很高的水平，并且对世界跳水运动作出了独特方面保持着很高的水平，并且对世界跳水运动作出了独特的贡献我国优秀跳水运动员郭晶
16、晶在跳台跳水时，跳台的贡献我国优秀跳水运动员郭晶晶在跳台跳水时，跳台的高度为的高度为10 m，当她恰好到达最高位置时，重心离跳台的，当她恰好到达最高位置时，重心离跳台的高度约为高度约为2 m；当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一；当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，这时她的重心离水面大约是个翻掌压水花的动作，这时她的重心离水面大约是1 m入水之后，她的重心能下降到离水面约入水之后，她的重心能下降到离水面约2.5 m处如处如果她的质量为果她的质量为45 kg，以水面为参考面，那么她在完成一，以水面为参考面，那么她在完成一次跳水的过程中，重力势能最大为多少？最小为多少？次跳水的过程中，重力势能最大为多少？最小为多少？(g取取10 m/s2)分析：分析：解答本题应把握以下三点：解答本题应把握以下三点：(1)明确运动员在最高点和最低点时重心的位置明确运动员在最高点和最低点时重心的位置(2)明确参考面为水面明确参考面为水面(3)应用重力势能公式应用重力势能公式Epmgh求解求解答案：答案：5.4103 J 1.125103 J物理物理第七章第七章第第4 4节节知知识识要要点点精精析析题题型型分分类类指指导导课课后后阶阶梯梯演演练练精品课件精品课件！物理物理第七章第七章第第4 4节节知知识识要要点点精精析析题题型型分分类类指指导导课课后后阶阶梯梯演演练练精品课件精品课件！
