7.4重力势能.ppt

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1、 张家界大峡谷玻璃桥张家界大峡谷玻璃桥2016年建成，全透明玻璃铺设，主年建成，全透明玻璃铺设，主跨跨430米，桥面距谷底相对高度约米，桥面距谷底相对高度约300米。米。为什么游客不敢过玻璃桥呢？为什么游客不敢过玻璃桥呢？导入新课导入新课雪崩雪崩为什么圣为什么圣洁漂亮的洁漂亮的雪一旦形雪一旦形成雪崩，成雪崩，就会有如就会有如此大的破此大的破坏力？坏力？导入新课导入新课 2018年年4月月30日日4时时57分，山分，山西省吕梁市离石区枣林乡彩家西省吕梁市离石区枣林乡彩家庄南沟发生山体滑坡，致庄南沟发生山体滑坡，致9人遇人遇难。难。为什么泥土从高处落下会造为什么泥土从高处落下会造成如此大的破坏力？

2、成如此大的破坏力？导入新课导入新课 由以上实例可以知道：物体一旦处在一定高度时，由以上实例可以知道：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，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。这些能量就会以做功的方式释放出来。如何定量表示如何定量表示？物体由于处在一定高度而具有的能量是什么能量物体由于处在一定高度而具有的能量是什么能量？这些能量的大小与哪些因素有关？这些能量的大小与哪些因素有关？想一想想一想想一想想一想重力势能重力势能实验探究：重力势能的影响因素实验探究：重力势能的影响因素7.4 重力势能5人民教育出版社人民教育出版

3、社普通普通高中课程标准实验教科书高中课程标准实验教科书物理物理必修二第七章第四节必修二第七章第四节探究一：重力做功的特点探究一：重力做功的特点竖直下落竖直下落探究情景：探究情景：质量为质量为m m的小球从高为的小球从高为h h1 1的初位置沿下列的初位置沿下列路径运动到高为路径运动到高为h h2 2的末位置。的末位置。问题问题1：计算小球竖直下落时重力做的功是多少？：计算小球竖直下落时重力做的功是多少？h1h2理论探究理论探究h1h2hAB竖直下落竖直下落理论探究理论探究探究一：重力做功的特点探究一：重力做功的特点竖直下落竖直下落探究情景：探究情景：质量为质量为m m的小球从高为的小球从高为h

4、 h1 1的初位置沿下列的初位置沿下列路径运动到高为路径运动到高为h h2 2的末位置。的末位置。问题问题1：计算小球沿倾斜直线下落时重力做的功是多少？：计算小球沿倾斜直线下落时重力做的功是多少？沿倾斜直线沿倾斜直线h1h2理论探究理论探究LB沿斜线运动沿斜线运动h1hh2A理论探究理论探究探究一：重力做功的特点探究一：重力做功的特点竖直下落竖直下落探究情景：探究情景：质量为质量为m m的小球从高为的小球从高为h h1 1的初位置沿下列的初位置沿下列路径运动到高为路径运动到高为h h2 2的末位置。的末位置。问题问题1：计算小球沿任意路径下落时重力做的功是多少？：计算小球沿任意路径下落时重力做

5、的功是多少？沿倾斜直线沿倾斜直线沿任意路径运动沿任意路径运动理论探究理论探究h1h2h3h4A沿曲线运动沿曲线运动h1hh2B微微元元法法h1L1理论探究理论探究Ah1hh2Bh3h2h1h沿曲线运动沿曲线运动理论探究理论探究 问题问题2：归纳重力做功的特点：归纳重力做功的特点五种情况重力做功：五种情况重力做功：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，物体运动时，重力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无关。而跟物体运动的路径无关。理论探究理论探究“mghmgh”是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。它与重力做功有关它与重力做功有关,又与

6、势能的基本特征一致。又与势能的基本特征一致。把物理量把物理量mghmgh叫做重力势能。叫做重力势能。问题问题3：探究：探究“mgh”的物理意义。的物理意义。理论探究理论探究2.2.表达式：表达式：1.1.定义：物体所受重力定义：物体所受重力mgmg与所处高度与所处高度h h的乘积叫做的乘积叫做 物体的重力势能，用物体的重力势能，用E Ep p表示。表示。4.4.重力势能是标量重力势能是标量 E Ep p=mghmgh3.3.单位：单位：焦耳，符号为焦耳，符号为J二、重力势能二、重力势能WGmgh1mgh2WGEp1Ep2初态的重力势能初态的重力势能末态的重力势能末态的重力势能重力做功与重力势能

7、的关系式重力做功与重力势能的关系式问题：重力做功与重力势能变化有什么关系？问题：重力做功与重力势能变化有什么关系？理论探究理论探究探究二：重力做功与重力势能变化的关系探究二：重力做功与重力势能变化的关系 “振振华华30”，世世界界上上最最大大的的起起重重船船，“振振华华30”把把重重6000吨吨的的钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的接接头头，准准确确地地插插入入30米米深深的的海海底底，完完成成了了港港珠珠澳澳大大桥桥海海底隧道的贯通。底隧道的贯通。观观看看视视频频，思思考考这这个个 6000吨吨的的接接头头在在上上升升和和下下降降的的过过程程中中重重力力做做了了什什么么功功？重重力力势势能能发

8、发生生怎怎样样变变化化？重重力力做做功功与与重重力力势势能能变变化化的的关关系？系？探究二：重力做功与重力势能变化的关系探究二：重力做功与重力势能变化的关系重重力力势势能能减减少少重重力力做做正正功功重重力力势势能能增增加加重重力力做做负负功功定性分析定性分析探究二：重力做功与重力势能变化的关系探究二：重力做功与重力势能变化的关系定量分析定量分析想一想：想一想：物体在运动过程中重力做功为物体在运动过程中重力做功为50J,50J,则重力势能（增加则重力势能（增加/减减少）少）J J物体在运动过程物体在运动过程克服重力做功为克服重力做功为5050J J，则重力势能（增加则重力势能（增加/减少）减少

9、）J J 5050有这样一段歌词：有这样一段歌词：“山上有棵小树，山下有棵大树，我山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道哪棵更高不知道哪棵更高”这句歌词说明高度具有相对性这句歌词说明高度具有相对性4.4.重力势能的相对性重力势能的相对性研究重力势能时，应该选择参考平面。研究重力势能时，应该选择参考平面。参考平面的选取是任意的，参考平面的选取是任意的，通常选择地面作为参考平面。通常选择地面作为参考平面。零势能面零势能面 Ep=0Ep0Ep0选不同参考平面，重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同选不同参考平面，重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同？选择不同的参考平面，物体选择不同的参考平面，物

10、体的重力势能不同。的重力势能不同。重力做功和重力势能的变化与参考平面的选重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。择无关。例例题：如：如图质量量为1kg1kg的小球从桌面以上高的小球从桌面以上高h h1 1=2m=2m的的A A点落到地面上点落到地面上的的B B点，桌面高点，桌面高h h2 2=1m=1m，请，请填写下表（填写下表（g=10m/sg=10m/s2 2）：）：h1=2mh2=1mAB参考参考平面平面小球在小球在A A点的点的重力势能重力势能E EpApA小球在小球在B B点的点的重力势能重力势能E EpBpB下落过程小球重下落过程小球重力做的功力做的功W WG G下落过程小球

11、重力下落过程小球重力势能的减小量势能的减小量桌面桌面地面地面20J20J30J30J-10J-10J0J0J30J30J30J30J30J30J30J30J 绝对性性相对性相对性重力势能具有相对性，重力势能的变化有绝对性重力势能具有相对性，重力势能的变化有绝对性温馨提示：温馨提示：严格地说，重力势能是严格地说，重力势能是地球与物体组成的地球与物体组成的“系统系统”所共有的所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。平常，而不是地球上的物体单独具有的。平常所说的所说的“物体物体”的重力势能，只是一种简化的说法。的重力势能，只是一种简化的说法。5.5.重力势能是系统所共有的重力势能是系统所共有的想一想

12、：想一想：重力势能跟重力做功密切相关，如果没有了重力，重力势能跟重力做功密切相关，如果没有了重力，物体还有重力势能吗？物体还有重力势能吗？没有！没有！拓展延伸拓展延伸 水力发电站利用大坝将水高高蓄水力发电站利用大坝将水高高蓄起，水在大坝处飞泻而下，带动发电起，水在大坝处飞泻而下，带动发电机发电。机发电。重力灯，利用重力发电。它通过悬挂着的重物重力灯，利用重力发电。它通过悬挂着的重物来产生动力。使用者把悬挂在绳子末端的重物提至来产生动力。使用者把悬挂在绳子末端的重物提至顶端，这款环保灯把重物向下滑落的重力势能转化顶端，这款环保灯把重物向下滑落的重力势能转化为电能。这种灯只要在有地球引力的地方都可

13、以使为电能。这种灯只要在有地球引力的地方都可以使用并且能持续照明用并且能持续照明30分钟左右。也因此重力势能被分钟左右。也因此重力势能被称为称为“可再生能源可再生能源”。重力势能重力势能物理观念物理观念科学思维科学思维科学探究科学探究科学态度与责任科学态度与责任重力势能重力势能微元法求重力做功微元法求重力做功探究重力势能的影响因素探究重力势能的影响因素重力势能与实际生活的联系重力势能与实际生活的联系重力做功的特点重力做功的特点重力势能的相对性和系统性重力势能的相对性和系统性探究重力做功与重力势能变化的关系探究重力做功与重力势能变化的关系通过通过“振华振华”起重船的介绍，激发学生起重船的介绍，激发学生的爱国热情的爱国热情微积分思想微积分思想恳请各位老师批评指正！恳请各位老师批评指正！