1、3.势能 这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来这些能量就会以做功的方式释放出来.在初中我们已经学过：在初中我们已经学过：物体由于被举高而具物体由于被举高而具有的能量叫重力势能有的能量叫重力势能 做功的过程伴随着能量的转化。做功的过程伴随着能量的转化。那么重力势能的大小与什么有关，又如何定那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢量表示呢?本节课我们就来学习这个问题本节课我们就来学习这个问题 请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功：请同
2、学们分别计算以下三种情况重力所做的功：一、重力做功：一、重力做功：WGmghAB=mg（h1h2)=mgh1mgh2通过分析我们知道重力做功的特点通过分析我们知道重力做功的特点 1、重力做功与运动的具体路径无关，只跟重力做功与运动的具体路径无关，只跟物体运动物体运动的起点和终点的位置有关，的起点和终点的位置有关，也就是只也就是只与与初末状态物体的高度差有关初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的动，只要初末状态的高度差高度差相同，重力做的功相同，重力做的功就相同就相同 2、“mgh”是
3、一个具有特殊意义的物理量。是一个具有特殊意义的物理量。它一它一 方面与重力做功密切相关，另一方面它随方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化，随着质量的增加而增加，高度的变化而变化，随着质量的增加而增加，恰与势能的基本特征一致。恰与势能的基本特征一致。结论：结论：我们把物理量我们把物理量mgh叫做物体的重力势能叫做物体的重力势能 定义：定义：物体的重力势能等于它所受到的重物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积力与所处高度的乘积Ep=mgh说明：说明：1、重力势能是标量，是状态量、重力势能是标量，是状态量 2、单位：焦耳，、单位：焦耳，1 J=1 kgms-2m=1 Nm
4、二、重力势能：二、重力势能：重力势能和重力做功的表达式非常相似，它们之重力势能和重力做功的表达式非常相似，它们之间的关系是什么呢间的关系是什么呢？WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2三、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Ep1=mgh1表示物体在初位置的重力势能表示物体在初位置的重力势能 Ep2=mgh2表示物体在末位置的重力势能表示物体在末位置的重力势能WG=Ep1 Ep2=(Ep2 Ep1)=Ep 说明：说明：当物体从高处运动到低处时，重当物体从高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减小，重力做了
5、力做正功，重力势能减小，重力做了多少多少正功，重力势能就正功，重力势能就“对应对应”减少减少多少多少；当物体从低处运动到高处时，重力做负功，当物体从低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，物体克服重力做了重力势能增加，物体克服重力做了多少多少正正功，重力势能就功，重力势能就“对应对应”增加增加多少多少。若重力不做功，则重力势能不变。若重力不做功，则重力势能不变。“功是能量转化的量度功是能量转化的量度”塔吊把一质量为塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀的高度匀速运到高为速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何的地方，重力做
6、了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体从距地面高为变化？若物体从距地面高为h3=3m的高度匀速运到高为的高度匀速运到高为h4=10m的地的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？(g=10m/s-2)分析：重力做功为：分析：重力做功为：WG=mg(h1-h2)=14000J WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J重力势能减少了重力势能减少了14000J请同学们完成请同学们完成重力做正功，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，重力势能增加练习练习1：17相对性相对性：（1）参考平面（又叫零势能面
7、）：将物体在参考平面上时的重力势能取为零。选取原则：任意的，通常选择地面为参考平面或以解决问题方便为原则。选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的。但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同差值并不因选择不同的参考平面而有所不同。（2）h表示物体重心相对于参考平面的高度四、重力势能的特性：相对性，标矢四、重力势能的特性：相对性，标矢性和系统性性和系统性Ep=mgh标矢性：标矢性：重力势能是标量，其重力势能是标量，其负
8、号负号仅表示相对仅表示相对大小，而不表示方向：大小，而不表示方向：正值：位于参考平面以上物体的势能，正值：位于参考平面以上物体的势能，Ep0负值：位于参考平面以下物体的势能，负值：位于参考平面以下物体的势能，Ep0 系统性：系统性：重力势能属于物体和地球组成的系重力势能属于物体和地球组成的系统统。严格说来，重力势能是地球与物体所组。严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体成的这个物体“系统系统”所共有的，而不是地球所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。上的物体单独具有的。平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。例2：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A
9、点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m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 选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，WG和EP与参考面的选择无关，具有绝对性。201、重力势能是相对的，、重力势能是相对的，所选的所选的零势能面不同，重力势能的值零势能面不同，重力势能的值是不同的。是不同的。2、但两点间的重力、但两点间的重力势能差
10、是绝势能差是绝对的，对的，只取决于两点间的高度只取决于两点间的高度差，与零势能面的选取无关。差，与零势能面的选取无关。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.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等 D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能1、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()D练习：练习：A.重力势能是物体和地球共有的 B.重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关 C.重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表 面以下为负 D.重力势能的变
11、化量等于重力对物体做的功2.下列关于重力势能的说法，正确的是()AB小 结一、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二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。三、重力做功与重力势能变化的关系 WG=mgh1mgh2 重力做的功等于重力势能减少 重力做负功时，重力势能增加四、重力势能的特性：相对性，标量和系统性。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参考平面。WG=mgh 高度差 Ep=mgh重力势能重力势能的正负表示大小的正负表示大小对选定的参考平面而言，上方物体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；的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，表示物也是负值。重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。参考平面上具有的重力势能少。重力势能：比较3 J和 5 J的大小说明：说明：3 J 5 J 谢 谢
