2013高中物理 7-4 重力勢能同步課件 新人教版必修2

1、第四節(jié)　重力勢能,1．認識重力做功與路徑無關(guān)的特點．2．理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算．3．理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系．,一、重力的功1．特點：只跟物體運動的 和 有關(guān)，而跟物體運動的 無關(guān)．2．表達式：WG＝ ＝ ，其中h1、h2分別表示物體起點和終點的高度．,初末位置,物體質(zhì)量,路徑,mgh,mg(h1－h(huán)2),二、重力勢能1．特點：與重力做功相關(guān)

2、，隨 而變化．2．大?。旱扔谖矬w所受 的乘積，表達式為Ep＝mgh.3．單位： ，與功的單位相同．,物體位置,重力與高度差,焦耳,4．重力做功與重力勢能變化的關(guān)系(1)表達式：WG＝ .(2)兩種情況①當物體從高處運動到低處時，重力做 ，重力勢能 ，即WG＞0，Ep1＞Ep2.②當物體由低處運動到高處時，重力做負功， ，即WG＜0，Ep1＜Ep2.重力做負功也叫做 ．,Ep

3、1－Ep2＝－ΔEp,正功,減小,重力勢能增大,克服重力做功,三、重力勢能的相對性和系統(tǒng)性1．相對性：重力勢能總是相對選定的 而言的．(該平面常稱為零勢面)2．系統(tǒng)性：重力勢能是 所組成的系統(tǒng)所共有的．,參考平面,地球和物體,“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，看到圖上的瀑布，那么美麗壯觀！想一想，為什么落差越大的瀑布速度越大？提示：物體一旦處于一定的高度，就具有了一定的勢能，當它從高處落下時，這種能量通過重力做

4、正功，重力勢能轉(zhuǎn)化為物體動能，使物體速度增大，落差越大，重力做正功越多，水流速度越大．,一、重力勢能的理解1．相對性：因為Ep＝mgh，高度h的相對性決定了重力勢能具有相對性，例如計算放在桌子上的物體具有多大的重力勢能時，可能有不同的結(jié)果．這是因為選擇不同參考平面，在這個參考平面上重力勢能為0，在參考平面以上重力勢能為正值，在參考平面以下為負值，重力勢能的大小與參考平面的選擇有關(guān)，所以重力勢能具有相對性．一般沒有特殊說明時，常以地面為

5、參考平面．,2．系統(tǒng)性：重力是地球與物體相互吸引引起的，如果沒有地球?qū)ξ矬w的吸引，就不會有重力做功，也不存在重力勢能，所以重力勢能是這個系統(tǒng)的，平時所說的“物體”的重力勢能只是一種簡化的說法．3．重力勢能是標量：物體負的重力勢能只是表示物體的重力勢能比在參考平面上時具有的重力勢能要少，這跟用正負表示溫度高低是一樣的．,【特別提醒】(1)Ep＝mgh，h表示物體重心相對零參考平面的高度．(2)某一過程重力勢能的變化與零參考平面的選擇無

6、關(guān)．,二、重力做功和重力勢能的變化1．重力做功和重力勢能間的對比,2.重力做功與重力勢能的變化關(guān)系重力勢能的變化只取決于物體的重力所做功的情況，且重力做的功等于重力勢能的減少，即WG＝Ep1－Ep2，與物體除重力外是否還受其他力作用以及除重力做功外是否還有其他力做功等因素均無關(guān)．重力做功實現(xiàn)了重力勢能的改變過程，重力做功量度了重力勢能改變的多少．,【特別提醒】重力做功的數(shù)值與重力勢能的減少數(shù)值相等，即WG＝mgh＝Ep1－Ep2＝

7、－ΔEp.其中，ΔEp為重力勢能變化量(即重力勢能增量)．,【針對訓練】 1.某游客領(lǐng)著孩子游泰山時，孩子不小心將手中的皮球滑落，球從A點滾到了山腳下的B點，高度標記如圖所示，則下列說法正確的是(　　),A．從A到B的曲線軌跡長度不知道，無法求出此過程中重力做的功B．從A到B過程中阻力大小不知道，無法求出此過程中重力做的功C．從A到B重力做功mg(H＋h)D．從A到B重力做功mgH解析：重力做功與物體的運動路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)

8、物體的高度差有關(guān)，從A到B的高度是H，故從A到B重力做功mgH，D正確．答案：D,如圖所示，桌面距地面0.8 m，一物體質(zhì)量為2 kg，放在距桌面0.4 m的支架上．(1)以地面為參考平面，計算物體具有的重力勢能，并計算物體由支架下落到桌面的過程中，重力勢能減少了多少？(2)以桌面為參考平面，計算物體具有的重力勢能，并計算物體由支架下落到桌面的過程中，重力勢能減少了多少？,解析：(1)以地面為參考平面，物體的高度h1＝1.2 m，

9、因此物體的重力勢能為Ep1＝mgh1＝2×10×1.2 J＝24 J，物體落至桌面時的重力勢能為Ep2＝mgh2＝2×10×0.8 J＝16 J，物體重力勢能的減少量ΔEp＝Ep1－Ep2＝(24－16) J＝8 J.(2)同理以桌面為參考平面時：Ep1′＝8 J，Ep2′＝0，則物體落至桌面時重力勢能的減少量ΔEp′＝8 J.答案：(1)24 J　8 J　(2)8 J　8 J,【題

10、后總結(jié)】1.重力勢能的大小具有相對性，與參考平面的選取有關(guān)，而重力勢能的改變量ΔEp＝mgΔh，Δh與參考平面的選取無關(guān)，是絕對的，因此重力勢能改變量具有絕對性．2．解決重力勢能類問題的一般步驟(1)選取研究對象．(2)選擇參考平面．(3)確定物體初、末位置相對參考平面的高度．(4)利用重力做功和重力勢能改變的關(guān)系求解．,【針對訓練】 2.如圖所示，質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h.若以桌面為參考平面

11、，那么小球落地時的重力勢能及整個過程中重力勢能的變化分別是(　　)A．mgh　減少mg(H－h(huán))B．mgh　增加mg(H＋h)C．－mgh　增加mg(H－h(huán))D．－mgh　減少mg(H＋h),解析：以桌面為參考平面，落地時物體的重力勢能為－mgh，初狀態(tài)重力勢能為mgH，即重力勢能的變化ΔEp＝－mgh－mgH＝－mg(H＋h)．所以重力勢能減少了mg(H＋h)．D正確．答案：D,一個100 g的球從1.8 m的高處落到一個水

12、平板上又彈回到1.25 m的高度，則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是(g取10 m/s2)A．重力做功為1.8 JB．重力做了0.55 J的負功C．球的重力勢能一定減少0.55 JD．球的重力勢能一定增加1.25 J,解析：整個過程重力對球做正功，其大小為W＝mgΔh＝mg(h1－h(huán)2)＝0.55 J，A、B錯誤；重力做正功，重力勢能減少，且重力做多少正功，重力勢能就減少多少，因此球的重力勢能減少0.55 J，C

13、正確，D錯誤．答案：C,【針對訓練】 3.自由下落的物體在下落過程中，其重力做功和重力勢能變化的情況為(　　)A．重力做正功，重力勢能減小B．重力做正功，重力勢能增加C．重力做負功，重力勢能減小D．重力做負功，重力勢能增加解析：物體下落時物體高度降低，所以重力做正功，重力勢能減小，故選A.答案：A,誤區(qū)：不理解重力做功與重力勢能關(guān)系導致錯誤【典型例題】 升降機中有一質(zhì)量為m的物體，當升降機以加速度a勻加速上升高度h時，物

14、體增加的重力勢能為A．mgh　　　　　　　　　B．mgh＋mahC．mah D．mgh－mah,【嘗試解答】重力勢能的改變量只與物體重力做功有關(guān)，而與其他力的功無關(guān)．物體上升h過程中，物體克服重力做功mgh，故重力勢能增加mgh，選A.【正確答案】A【誤區(qū)警示】本題易誤選C，誤以為合力做功mah，重力勢能增加mah，或誤認為升降機對物體做功mgh＋mah，重力勢能就增加mgh＋mah，而誤選B.需要強調(diào)的是重力勢能的變