1、必修二重力势能中国中国加油加油高中物理 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，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：物体由于被举高而具有的能量在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能它的大小与哪些因素有关呢？叫重力势能它的大小与哪些因素有关呢？那么重力势能的大小如何定量表示呢?本节课我们就来学习这个问题一、重力一、重力做功做功1.如图所如图所示，一个质量为示，一个质量为m的物体，从高度为的物体，从高度为h1的位置的位置A分别按下列三分别按下列三种方式运动到高度为种方式运动到高度为h2的位置的位置B，在这个过程中思考并讨论
2、以下问题：，在这个过程中思考并讨论以下问题：问题设计问题设计(1)根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功答案答案 (1)甲甲中中：WGmghmgh1mgh2；乙中乙中：WGmglcos mghmgh1mgh2物体沿物体沿倾斜直倾斜直线向下线向下运动运动物体沿物体沿曲线路曲线路径向下径向下运动运动1h2h物体物体竖直竖直向下向下运动运动1.如图所如图所示，一个质量为示，一个质量为m的物体，从高度为的物体，从高度为h1的位置的位置A分别按下列三分别按下列三种方式运动到高度为种方式运动到高度为h2的位置的位置B，在这个过程中思考并讨论以下问题：，在这个过
3、程中思考并讨论以下问题：问题设计问题设计(2)求出丙中重力做的功求出丙中重力做的功答案答案 把把整个路径整个路径AB分成许多很短的间隔分成许多很短的间隔AA1、A1A2，由于每一段都很小，每由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线，一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为设每段小斜线的高度差分别为h1、h2，则则物体通过每小段斜线时重力做的功分别物体通过每小段斜线时重力做的功分别为为mgh1、mgh2.物体通过整个路径时重力做的物体通过整个路径时重力做的功功：物体沿物体沿曲线路曲线路径向下径向下运动运动1h2h1A2AWGmgh1mgh2 mg(h1h2
4、)mghmgh1mgh2高中物理h1h2h3ACh2h1hAh 1mL)(321hhhmgmgh21mghmgh 321WWWW321hmghmghmgW11coshmgmglW第三种情况重力做的功：高中物理 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.在物理学中，在物理学中，“mgh”是是一个有特殊意义的物理量一个有特殊意义的物理量.就用这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。12()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
5、的高度差有关12mghmghhmgWG二、重力势能 Ep我们把物理量mgh叫做物体的重力势能 物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积。Ep=mgh说明：重力势能是标量，重力势能是状态量 单位：焦耳，1 J=1 kgms-2m=1 Nm 三、重力三、重力做的功与重力势能变化的关系做的功与重力势能变化的关系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？WG=Ep1-Ep2 =-Ep物体由高处运动到低处时，重力做正功，物体重力势能减少；重力势能减少的数量等于重力做的功。物体由低处运动到高处时，重力做负功，物体重力势能增加；重力势能增加的数量等于物体克服重力做的功。WG=mgh
6、1mgh2hh2h1AB重力做的功等于重力势能的减小量高中物理求解1.塔吊把一质量为 200 kg 的物体，从距地面高为 h1=8 m的高度匀速运到高为 h2=3 m 的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？重力势能减少了 10000 JJWEEEGPPP1000012高中物理求解2.塔吊把一质量为 200 kg 的物体，从距地面高为 h1=3 m的高度匀速运到高为 h2=8 m 的地方，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？物体克服重力做了 10000 J重力势能增加了 10000 JJWEEEGPPP10000121.如图所如图所示
7、，一个质量为示，一个质量为m的物体，从高度为的物体，从高度为h1的位置的位置A分别按下列三分别按下列三种方式运动到高度为种方式运动到高度为h2的位置的位置B，在这个过程中思考并讨论以下问题：，在这个过程中思考并讨论以下问题：(3)重力做功有什么特点重力做功有什么特点？答案答案 重力重力对它做的功只跟它的起点和终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点的位置有关，而跟物体运动的路径无关无关.2重力对物体做功，物体的重力势能会发生变化吗重力对物体做功，物体的重力势能会发生变化吗？怎样怎样变化？变化？铅球铅球答案答案 物体物体的的高度发生高度发生变化变化，重力势能，重力势能会发生
8、变化会发生变化.当物体由高处到低处时，重力对物体做当物体由高处到低处时，重力对物体做正功正功，物体的，物体的重力势能减少重力势能减少；当物体由低处到高处时，重力对物体做当物体由低处到高处时，重力对物体做负功负功，物体的，物体的重力势能增加重力势能增加要点提炼要点提炼重力对物体做的功重力对物体做的功跟跟 无关无关，仅由物体的质量和始、末两，仅由物体的质量和始、末两个位置的高度个位置的高度决定决定G1212()Wmghmghmg hh=-=-路径路径(1)表达式表达式WG_Ep(2)两种情况：两种情况：Ep1Ep2物体由高到低物体由高到低重力势能减少重力势能减少0Gp1p2WEE ，物体由低到高物
9、体由低到高重力势能增加重力势能增加0Gp1p2WEE ，高中物理四、四、重力势能的相对性重力势能的相对性高度h是相对于谁的呢？重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载高中物理重力势能的正负表示大小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；下方物体的高度是负值，重力势能也是负值，重力势能为负。表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。重力势能：3 J 5 J重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费
10、课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载例2.如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上 h1=1.2 m 的 A 点落到地面的 B 点，桌面高 h2=0.8 m。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。(g=10 m/s2)参考平面在A点在 B点下落过程重力做功重力势能变化桌面地面6 J10 J4 J010 J10 J减少10 J减少10 J h1h2AB选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。相对性重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。绝对性重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件
11、优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载高中物理那么重力势能是谁具有的呢?重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载(1)重力势能重力势能具有具有 性性，即，即Ep与选取的与选取的参考平面参考平面(零势能面零势能面)_ 因此因此，在计算重力势能时，必须首先选取参考平面，在计算重力势能时，必须首先选取参考平面(2)重力势能的变化重力势能的变化是是 的的，它与参考平面的，它与参考平面的选取选取_.相对相对有关有关要点提炼要点
12、提炼绝对绝对(3)正负的含义：正负的含义：在在参考平面上方参考平面上方物体的重力势能物体的重力势能是是 值值，表示，表示物体物体 在在这一位置的重力势能比在参考平面上这一位置的重力势能比在参考平面上时时 ；在在参考平面下方参考平面下方，物体的重力势能，物体的重力势能是是 值值，表示物体在这一位置，表示物体在这一位置的重力势能比在参考平面上的重力势能比在参考平面上时时 .重力势能重力势能是是 与与 所所组成的系统共有的组成的系统共有的无关无关正正大大小小负负地球地球物体物体重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀
13、课件课件下载五、五、弹性势能弹性势能 拉长或压缩的弹簧、卷紧的发条、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑竿跳高运动员手中弯曲的竿等等，这些物体都发生了弹性形变，每个物体的各部分之间都有弹力的相互作用。发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫作弹性势能重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能如物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能如图所图所示，弹簧示，弹簧左端固定，右端连一物体，左端固定，右端连一物体，O点为弹簧的原长处点
14、为弹簧的原长处(1)当物体由当物体由O点向右移动的过程中点向右移动的过程中，弹簧，弹簧的弹力做什的弹力做什么功？弹性势能怎样变化？当物体由么功？弹性势能怎样变化？当物体由A向向O移动的过移动的过程中，弹力做功和弹性势能变化情况又会怎样呢？程中，弹力做功和弹性势能变化情况又会怎样呢？问题设计问题设计F弹弹弹力做负功，弹性势能增加弹力做负功，弹性势能增加F弹弹弹力做正功，弹性势能减少弹力做正功，弹性势能减少重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能如物体由于发生
15、弹性形变而具有的能量叫做弹性势能如图所图所示，弹簧示，弹簧左端固定，右端连一物体，左端固定，右端连一物体，O点为弹簧的原长处点为弹簧的原长处(2)分析物体由分析物体由O向向A移动和由移动和由A向向O移动过程弹力做功移动过程弹力做功与弹性势能变化的关系，并与与弹性势能变化的关系，并与(1)的结果对比得出什的结果对比得出什么结论？么结论？问题设计问题设计F弹弹只要只要弹力做负功，弹性势能弹力做负功，弹性势能就就增加增加F弹弹只要弹力做正功，弹性势能就减少只要弹力做正功，弹性势能就减少重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费
16、课件优秀课件课件下载要点提炼要点提炼1物体由于物体由于发生发生 而具有的能量而具有的能量叫做叫做弹性势能弹性势能4弹力做功引起弹性势能的变化弹力做弹力做功引起弹性势能的变化弹力做正功正功，弹性势能，弹性势能减少减少，弹力弹力做做负功负功，弹性势能，弹性势能增加增加弹性形变弹性形变2 2发生形变的发生形变的物体物体 具有具有弹性势能，只有弹性势能，只有发生发生 的的 物体物体才具有弹性势能才具有弹性势能3弹性势能是弹力装置和受弹力作用的物体组成的系统所共有的弹性势能是弹力装置和受弹力作用的物体组成的系统所共有的弹性形变弹性形变不一定不一定重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课
17、件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载弹簧弹性势能与形变量、劲度系数有关。重力做功弹力势能的变化重力势能的变化弹力做功重力做正功，重力势能减小重力做负功，重力势能增加弹力做正功，弹性势能减小弹力做负功，弹性势能增加W弹=-EP WG=-EP 重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载一、一、对重力对重力做功的理解做功的理解典例精析典例精析例例1 1物体沿不同的路径从物体沿不同的路径从A运动运动到到B，如，如图所图所示，则示，则()A沿路径沿路径ACB重力做的功大
18、些重力做的功大些B沿路径沿路径ADB重力做的功大些重力做的功大些C沿路径沿路径ACB和路径和路径ADB重力重力 做功做功一样多一样多D以上说法都不对以上说法都不对C与路径无关；与路径无关；只与始末位置的高度差有关只与始末位置的高度差有关重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载例例2 关于关于重力势能，重力势能，以下说法中以下说法中正正确的是确的是()A某个物体处于某个位置，某个物体处于某个位置，重力势重力势 能能的大小是唯一确定的的大小是唯一确定的B只要重力做功，重力势能一定只要重力做功，重力势能一
19、定变变 化化C物体做匀速直线运动时，物体做匀速直线运动时，重力势重力势 能能一定不变一定不变D重力势能为零的物体，不可能重力势能为零的物体，不可能对对 别的别的物体做功物体做功典例精析典例精析二、对重力势能的理解二、对重力势能的理解B与零势能面的选取有关与零势能面的选取有关mh0JpEmgh=0Jp0JE=GpWE=m竖直方向竖直方向hh0J重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载高中物理例例3 质量质量为为m的物体从离湖面的物体从离湖面H高处由高处由静止释放，落在距湖面为静止释放，落在距湖面为h的
20、湖底，如的湖底，如图所图所示，在此过程中示，在此过程中()A重力对物体做功重力对物体做功为为mgHB重力对物体做功为重力对物体做功为mg(Hh)C物体的重力势能减少了物体的重力势能减少了mg(Hh)D物体的重力势能增加了物体的重力势能增加了mg(Hh)典例精析典例精析C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mg位移为位移为H+hWGmg(Hh)B重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载例例4 如图所如图所示，在光滑水平面上有一
21、示，在光滑水平面上有一物物体体,它它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力定在墙上，在力F作用下物体处于静止作用下物体处于静止状状态态,当当撤去撤去F后，物体将向右后，物体将向右运动运动,在在物体向物体向右运动的过程右运动的过程中中,下列下列说法正确的是说法正确的是()A弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能能 逐渐逐渐减小减小B弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能能 逐渐逐渐增加增加C弹簧先对物体做正功，后对物体做弹簧先对物体做正功，后对物体做负负 功功，弹簧的弹性势能先减少再增加，弹簧的弹性势能先减少再增
22、加D弹簧先对物体做负功，后对物体做弹簧先对物体做负功，后对物体做正正 功功，弹簧的弹性势能先增加再减少，弹簧的弹性势能先增加再减少典例精析典例精析四、弹力做功与弹性势能变化的关系四、弹力做功与弹性势能变化的关系CF弹压缩状态压缩状态mv原长原长拉伸状态拉伸状态F弹弹力做正功，弹力做正功，弹性势能减小弹性势能减小弹力做负功，弹力做负功，弹性势能增加弹性势能增加重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载课堂要点小结课堂要点小结重重力力做做功功与与重重力力势势能能重力做功的特点：与路径无关，只取决于初、末位
23、置的高度差重力做功的特点：与路径无关，只取决于初、末位置的高度差.重力势能重力势能重力做功与重重力做功与重力势能的关系力势能的关系弹性势能弹性势能表达式：表达式：Epmgh单位：焦耳单位：焦耳(J)(J)相对性：与参考平面的选取有关相对性：与参考平面的选取有关重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少重力做负重力做负功，重力势能增加功，重力势能增加关系式：关系式：WGEp1Ep2与弹性形变有关与弹性形变有关弹力做正功，弹性势能减少弹力做正功，弹性势能减少弹力做负功，弹性势能增加弹力做负功，弹性势能增加重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版
24、1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载自我检测区自我检测区1234重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载1 1(对重力做功的理解对重力做功的理解)沿着高度沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不相同、坡度不同、粗糙程度也不同的两个斜面，向上拉同一物体同的两个斜面，向上拉同一物体到顶端，下列说法中正确的是到顶端，下列说法中正确的是()A沿坡度大的斜面上升克服沿坡度大的斜面上升克服重重 力力做的功多做的功多B沿坡度大、粗糙程度大的沿坡度大、粗糙程度大的斜斜 面面上升克服重力做的功多上升克服重力做
25、的功多C沿坡度大、粗糙程度大的沿坡度大、粗糙程度大的斜斜 面面上升克服重力做的功少上升克服重力做的功少D两种情况重力做功同样多两种情况重力做功同样多Dmgmghh1Wmgh=2Wmgh=1WW=克12WW=克2=1234重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载2 2(对重力势能的理解对重力势能的理解)下列关于物下列关于物体的重力势能的说法中正确的是体的重力势能的说法中正确的是()A物体重力势能的数值随选择的物体重力势能的数值随选择的参参 考考平面的不同而不同平面的不同而不同B物体的重力势能实际上是物
26、体物体的重力势能实际上是物体和和 地球地球组成的系统所共有的组成的系统所共有的C重力对物体做正功，则物体的重力对物体做正功，则物体的重重 力力势能增加势能增加D物体位于所选的参考平面以下时物体位于所选的参考平面以下时，物体物体的重力势能为负值的重力势能为负值ABDpEmgh=h不同不同若没有地球若没有地球没有引力没有引力不具备对不具备对外做功的外做功的能力能力重力势能重力势能减小减小h0p0Emgh=1234重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载3(重力做功与重力势能变化的关重力做功与重力势能变化
27、的关系系)一个一个100 g的球从的球从1.8 m的高处落的高处落到一个水平板上又弹回到到一个水平板上又弹回到1.25 m的的高度，则整个过程中重力对球所做高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是的功及球的重力势能的变化是(g10 m/s2)()A重力做功为重力做功为1.8 JB重力做了重力做了0.55 J的负功的负功C物体的重力势能一定减少物体的重力势能一定减少0.55 JD物体的重力势能一定增加物体的重力势能一定增加1.25 J1.8 m1.2 mWGmgh0.1100.55 J0.55 J重力势能重力势能减小减小重重力力做做正正功功pGEW=C1234重力势能PPT人教版
28、1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载4(弹力做功与弹性势能变化的关弹力做功与弹性势能变化的关系系)如如图所图所示，小明玩蹦蹦杆，在小示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是性势能的变化是()A重力势能减少，弹性势能增大重力势能减少，弹性势能增大B重力势能增大，弹性势能减少重力势能增大，弹性势能减少C重力势能减少，弹性势能减少重力势能减少，弹性势能减少D重力势能不变，弹性势能增大重力势能不变，弹性势能增大A压缩量压缩量增大增大弹性势弹性势能增大能增大mg重力做正功重力做正功重力势能减少重力势能减少1234重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载重力势能PPT人教版1课件优秀课件ppt课件免费课件优秀课件课件下载
