《重力勢能》課件1 新人教版必修2

1、重力勢能,前言,物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。 物體的高度發(fā)生變化時，重力要做功：物體被舉高時，重力做負功；物體下降時，重力做正功。,幾個概念,,力：物體之間的相互作用。,重力：物體由于地球的吸引而受到 的力,勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的 能量。,一個新的概念——重力勢能,因此，認識這種勢能，不能脫離對重力做功的研究。,,WG=mgh =mg(h1－h(huán)2) =mgh1－

2、mgh2,一.重力做功,WG=mgLcos θ =mgh =mg(h1－h(huán)2) =mgh1－mgh2,,物體沿曲線運動 從 A 到 C,,,W1=mglcosθ1=mg △h 1,W=W1+W2+W3+ ……,W=mg △h 1+ mg △h 2 + mg △h 3 +……,=mg （△h 1+ △h 2 + △h 3 ……),=mg h,=mgh1－mgh2,重力做功的特點:,重力做功只跟

3、它的起點和終點的位置（高度差）有關，與物體運動的路徑無關。,WG = mgh1 - mgh2,上述分析過程表明：,還表明：功的大小等于物重跟起點高度的乘積mgh1與物重跟終點高度的乘積mgh2兩者之差。即,,即：WG = mgΔh,二.重力勢能,1.定義：物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。2.單位：國際單位制中，焦耳(J)。 1J=1kg．m.s-2 .m=1N.m3.重力勢能是標量，狀態(tài)量。4.重力勢能的

4、變化 ΔEP=mgh2-mgh1,Ep=mgh,可見,重力做的功等于“mgh”這個量的變化.,在物理學中， “mgh”是一個有特殊意義的物理量. 這個物理量就是表示物體的重力勢能。,WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2,,14,三、重力做功與重力勢能變化關系,重力做的功等于重力勢能的減少量,如果重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力對物體做的功,如果重力做負功，重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服

5、重力做的功,即 WG = －ΔEp,討論：重力勢能為零的物體是不是就沒有重力勢能？,計算重力勢能之前需要先選定參考平面,在參考面下方的物體的高度是負值，重力勢能也是負值。,參考平面的選取是任意的 .,在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；,勢能是狀態(tài)量、標量．+、–表示大?。?17,,四、重力勢能的相對性,高度是相對的，所以重力勢能也是相對的,必須指出的是，重力勢能跟重力做功密切相關，而重力是地球與物體之間的相互作用

6、力。也就是說，倘若沒有地球，就談不上重力。所以，嚴格說來，重力勢能是地球與物體所組成的這個物體“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨具有的。,重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng) .,五.重力勢能的系統(tǒng)性,平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種習慣簡化的說法。,例： 如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m．請按要求填寫下表．(g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,10J,10

7、J,-10J,-10J,選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同,對一個確定的過程，WG和△EP與參考面的選擇無關,20,小 結,一、重力做功的特點： 與路徑無關，只與起點和終點的高度差有關二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關的能量。三、重力做功與重力勢能變化的關系： 重力做的功等于重力勢能減少WG=mgh1－mgh2 重力做負功時，重力勢能增加四、重力勢能是相對的 ，正負表示大小。 一般不

8、加說明是以地面或題目中的最低點所在的平面作為參考平面。五、勢能是系統(tǒng)能。指系統(tǒng)所有。,WG=mgΔh 高度差,Ep=mgh,課堂練習P13問題與練習1、 4、2 課外練習 P13 問題與練習 2、3,5．4 重力勢能 問題與練習參考解答,1.證明：設斜面高度為h，對應于傾角為θ1、Θ2、θ3的斜面長分別為l1、l2、l3。 由功的公式可知，在傾角為θ1的斜面，重力與位移的夾角為(π/2－θ1)

9、，重力所做的功為：WG=mgl1cos(π/2－θ1)=mgl1sinθ1=mgh。,同理可證，在傾角為θ2、θ3的斜面上，重力所做的功都等于mgh，與斜面傾角無關。,2.答：（1）足球由位置1運動到位置2時，重力所做的功為－mgh，足球克服重力所做的功為mgh，足球的重力勢能增加mgh。（2）足球由位置2運動到位置3時，重力做的功為mgh，足球的重力勢能減少了mgh。,（3）足球由位置1運動到位置3時，重力做功為0，重力勢能變化

10、為0。,3.答：（1）見下表,（2）如果下落過程中有空氣阻力,表格中的數(shù)據(jù)不變。說明：本題的意圖是使學生認識，重力勢能跟0勢面的選取有關，而重力勢能的變化跟重力的功相對應，與0勢面的選取無關。重力做的功只跟物體位置的變化有關，與是否存在其他力無關。,4.答：A正確。例如：物體在向上的拉力作用下，如果做勻加速直線運動，這時拉力的功大于重力勢能的增加量。如果物體做勻減速直線運動，這時拉力的功小于重力勢能的減少量。B錯誤。物體勻速上升，

11、拉力的大小等于重力，拉力的功一定等于重力勢能的增加量。C錯誤。根據(jù)WG=EP1-EP2可知，重力做-1J的功，重力勢能的增加量為1J。D錯誤。重力做功只與起點和終點的位置有關，與路徑無關，A、B兩點的位置不變，從A點到B點的過程中，無論經(jīng)過什么路徑，重力的功都是相同的。,練習題：起重機以5m/s2的加速度將質(zhì)量為1t的物體勻減速地沿豎直方向提升高度10m，則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變

12、化了多少？,課堂訓練,1、選擇不同的水平面作為參考平面，物體在某一位置的重力勢能和某一過程中重力勢能改變量( ) A.都具有不同的數(shù)值 B.都具有相同的數(shù)值 C.前者具有相同的數(shù)值，后者具有不同的數(shù)值 D.前者具有不同的數(shù)值，后者具有相同的數(shù)值,D,課堂訓練,2、起重機以5m/s2的加速度將質(zhì)量為1t的物體勻減速地沿豎直方向提升高度10m，則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重力