【物理】重力势能课件-2023-2024学年高一物理 人教版2019必修第二册.pptx

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1、SZ-LWH第2节 重力势能第8章SZ-LWH Sz-lwhQq:419561425目 录CONTENTS重力做的功01重力势能02弹性势能03SZ-LWH 情境导入Sz-lwhQq:419561425一枚鸡蛋从30 m高的高空坠下能砸碎玻璃，你觉得这是真的吗？从物理学的视角看，一枚小小的鸡蛋，它所处的位置越高，它具有的重力势能就越大，它的“杀伤力”就会越大。那么，重力势能的表达式是什么呢？SZ-LWH01重力做的功SZ-LWH 一、重 力 做 的 功Sz-lwhQq:419561425导学探究 如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这

2、个过程中，思考并讨论以下问题(重力加速度为g)：AhBh1h2竖直向下WG =mgh =mgh1mgh2 Lhh1h2ABWG=mgLcos =mgh =mgh1mgh2沿倾斜直线向下沿任意路径向下WG=mgLcos =mgh =mgh1mgh2h1h2hABL(2)重力做功有什么特点？(1)求三种情形中重力做的功；SZ-LWH 一、重 力 做 的 功Sz-lwhQq:419561425导学探究A hBh1h2L hh1h2ABWG mgh mgh1 mgh2结论：结论：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，而跟物体运动路径无关.“mgh”是一个具有特殊意义的物理量.它与重力

3、做功有关,又与重力势能的基本特征一致.把物理量mgh叫做重力势能.SZ-LWH 一、重 力 做 的 功Sz-lwhQq:4195614251.重力所做的功WG ，h指初位置与末位置的高度差。2.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的_ 有关，而跟物体运动的路径无关。3.物体下降时重力 (选填“做正”“做负”或“不做”)功；物体上升时重力 (选填“做正”“做负”或“不做”)功。4.重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关。mgh起点和终点的位置做正做负(1)物体运动时，它的起点越高，重力对

4、它做的功就越多。()(2)质量越大，重力做功越多。()(3)物体所处的高度只要发生变化，其重力一定做功。()(4)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。()(5)重力做功与物体受到的其他力无关。()SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614251.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是A.从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程 重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程 重力做的功C.从A到B重力做功mg(Hh)D.从A到B重力做功mgHSZ-LW

5、H 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614252.如图所示，质量为 50 kg 的人沿着 L=100 m、倾角为 30的坡路匀速从坡顶跑到坡底，重力对他所做的功是多少？（g 取 10 m/s2）解：重力对物体做的功为WG=mgh=501050 J =25000 J300SZ-LWH02重 力 势 能SZ-LWH 二、重力势能Sz-lwhQq:419561425导学探究如图所示，水平桌面距地面的高度为0.8 m，一物体(可看成质点)质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取10 m/s2)(1)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力

6、势能的减少量；解析以桌面为参考平面，物体距参考平面的高度h10.4 m，因而物体具有的重力势能为Ep1mgh12100.4 J8 J物体落至地面时，物体的重力势能为Ep2mgh2210(0.8)J16 J因此物体在此过程中的重力势能减少量为EpEp1Ep28 J(16)J24 JSZ-LWH 二、重力势能Sz-lwhQq:419561425导学探究(2)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；解析以地面为参考平面，物体距参考平面的高度为h1(0.40.8)m1.2 m，因而物体具有的重力势能为Ep1mgh12101.2 J24 J物体落至地面

7、时，物体的重力势能为Ep20在此过程中，物体的重力势能减少量为EpEp1Ep224 J024 J；(3)比较以上计算结果，说明什么问题？解析通过上面的计算，说明重力势能是相对的，它的大小与参考平面的选取有关，而重力势能的变化量是绝对的，它与参考平面的选取无关。SZ-LWH 二、重力势能Sz-lwhQq:419561425先要选取参考平面。物体由于被举高而具有的能量1.定义:2.表达式:Ep=mgh4.标矢性：3.单位：标量，焦耳(J)注意:Ep是个相对值，h1=0.4mh2=0.4mABEpA=EpB=参考平面m=1kg4J-4JEpA=8JEpB=0JEp有正负，表示大小。Ep减=EpA-E

8、pBEp减=EpA-EpBEp为物体和地球共同拥有Ep的变化量和参考平面无关Ep的变化量与什么有关？参考平面状态量。SZ-LWH 二、重力势能Sz-lwhQq:419561425WGEp1Ep2初态的重力势能末态的重力势能AB2、从低到高，重力做 功（物体 重力做功），WG 0，Ep1 Ep2，即重力势能 ，重力势能的 等于 重力所做的功。思考与讨论：1、从高到低，重力做 功，WG 0，Ep1 Ep2，即重力势能 ，重力势能的 等于 重力所做的功。正减少减少量负克服Ep2。()SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614253.(2022淄博市高一期末)质量为m1 kg的小球，

9、从离桌面H1.5 m高的A处由静止下落，桌面离地面B处高度为h0.5 m，如图所示。若以桌面为参考平面，重力加速度g10 m/s2，下列说法正确的是A.小球在A点的重力势能为20 JB.小球在B点的重力势能为5 JC.由A处下落至B处过程中重力势能减少量为20 JD.若以地面为参考平面，由A处下落至B处过程中 重力势能减少量为15 JSZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614254.质量是50kg的人沿着长L=150m、倾角为30的坡路从坡底跑到坡顶，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？（g取10m/s2）30 他克服重力所做的功为3.7

10、5104J他的重力势能增加了3.75104J解析：重力对他做的功为 WG=mgLsin30=3.75104JSZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614255.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SZ-LWH

11、03弹 性 势 能SZ-LWH 三、弹力势能Sz-lwhQq:419561425导学探究如图所示，物体与水平轻质弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处由静止释放，物体会由A向A运动，A、A关于O点对称，弹簧始终在弹性限度内，则：(1)物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？答案正功减少(2)物体由O向A运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？答案负功增加(3)在A、A处弹性势能有什么关系？答案相等SZ-LWH 三、弹力势能Sz-lwhQq:4195614251.定义：发生 形变的物体的各部分之间，由于有 的相互作用而具有的势能，叫弹性势能。2.影响弹性势

12、能的因素(1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，在弹性限度内，形变越大，弹簧的弹性势能就 。(2)弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关：在弹性限度内，不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数 ，弹簧的弹性势能越大。弹性弹力越大越大SZ-LWH 三、弹力势能Sz-lwhQq:4195614253.对弹性势能的理解(1)系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因此弹性势能具有系统性。(2)相对性：弹性势能的大小与选定的弹性势能为零的位置有关，对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的弹性势能为零。4.弹性势能与弹力做功的关系：弹性势能的变化只与弹力做功有关，弹力做负功，弹性势

13、能增大，反之则减小。SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614256.如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中A.重力做正功，弹力不做功B.重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加C.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功D.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功SZ-LWH 跟 踪 练 习Sz-lwhQq:4195614257.如图所示的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是SZ-LWH Sz-lwhQq:419561425课堂小结一、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WG=mgh1-mgh2二、重力势能：物体由于被举高而具有的能量。表达式 Ep=mgh三、重力做功与重力势能变化的关系重力做正功，重力势能减少;重力做负功，重力势能增加SZ-LWH