重力势能7.5探究弹性势能的表达式.ppt

第四节 重力势能 第五节 探究弹性势能的表达式,第七章 机械能守恒定律,一、新课引入,重力势能,1,一、新课引入,二、重力做功,重力势能,物体由于被举高而具有的能,4,6,物体沿曲线运动,7,可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理学中， “mgh”是一个由特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。,重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关,10,重力做功与路径无关,一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2),解:,小球下落高度为5m,J,J,9,一、新课引入,二、重力做功,三、重力势能表达式 Ep = mgh,重力势能,物体由于被举高而具有的能量,11,重力势能的表达式 Ep = mgh,m 物体的质量，单位：千克（kg）,Ep 物体的重力势能，单位：焦（J）,g 重力加速度，单位：米秒2（ms2）,h 物体的高度，单位：米（m）,即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积,12,一、新课引入,二、重力做功,三、重力势能表达式 Ep = mgh,1、重力做功与重力势能变化的关系,重力势能,物体由于被举高而具有的能量,13,WG = Ep1 - Ep2,正,负,减少,增加,重力做的功等于重力势能的减少,物体克服重力做的功等于重力势能的增加,14,需要先选定参考平面, 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。, 参考平面的选取是任意的 ., 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；,势能是标量+、表示大小,17,例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表(g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同,18,一、新课引入,二、重力做功,三、重力势能表达式 Ep = mgh,1、重力做功与重力势能变化的关系,重力势能,物体由于被举高而具有的能量,19,例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表(g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,10J,10J,减少10J,减少10J,选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同,对一个确定的过程，WG和EP与参考面的选择无关,20,一、新课引入,二、重力做功,三、重力势能表达式 Ep = mgh,1、重力做功与重力势能变化的关系,势能的相对性（高度的相对性）,2、,重力势能,物体由于被举高而具有的能量,21,4、重力势能是物体和地球所组成的系统共有的,讨论：物体在以下四种情况下，重力做功 与重力势能的关系？,1：物体从点A下落到B点的过程中，受到阻力作用.,2：物体从A点下落到B点后，再平移到与B点等高的C点.,3：物体从A点沿斜面滑到与B点等高的C点。,4：物体从B点上升到A点。,1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是： A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加； C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值； D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。,ABD,课堂练习,2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则： A、重力做功为50J； B、物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的动能一定减少50J； D、重力做了50J的负功。,BD,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 二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关 的能量。 表达式 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 四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。 一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。,问题与思考,1、如何定义“势能”？,相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。,2、何为“弹性形变”？发生弹性形变的物体 有何特征?,3、发生弹性形变的物体有能量吗?,弹性势能,重力做功引起重力势能改变; 弹簧弹力做功引起弹性势能改变.,4、功是能量转化的量度，弹簧弹力做功会 引起什么能量变化？,问题与思考,5、物体的重力势能“mgh”与重力和高度 有关。 “弹性势能”会与什么因素有关？,问题与思考,弹簧弹力的功与弹性势能的改变有何关系?,重力做正功：重力势能减少,重力做负功：重力势能增加,6、重力做的功等于重力势能增量的负值；,5-5 探究弹性势能的表达式,一、弹性势能的定义,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而具有的势能,二、弹性势能的表达式中可能涉及到 的物理量,弹簧的劲度系数 弹簧的伸长量或压缩量,二、弹性势能的表达式中可能涉及到 的物理量,如何研究弹簧的弹性势能与弹力做功关系,功是能量转化的量度，拉力对弹簧做功会引起弹簧的弹性势能的变化。,重力做的功等于重力势能增量的负值,WG= -EP,三、弹簧的弹性势能与弹力做功的关系,弹力做正功：弹性势能减少,弹力做负功：弹性势能增加,1、拉伸过程的弹簧弹力是恒力还是变力？,F=kl,问题与思考,2、怎样求解变力做功？,微元法,3、怎样由拉力做功得出弹性势能 表达式？,找出弹力做功的计算方法，再根据弹力做功与弹性势能的关系导出弹性势能的表达式。,图线所围“面积”能表示什么？,四、弹性势能的表达式,W拉= F拉 l,W拉= EP,例1一竖直弹簧下端固定于水平 地面上，小球从弹簧的正上方高 为h的地方自由下落到弹簧上端， 如图所示，经几次反弹以后小球 最终在弹簧上静止于某一点A处。 分析弹簧的弹性势能与小球 动能的变化情况,例2,将弹簧拉长或压缩x，弹力大小变化相同，关于弹力做功和弹性势能变化的正确说法为（）,A、拉长时弹力做正功，弹性势能增加；压 缩时弹力做负功，弹性势能减小； B、拉长和压缩时弹性势能均增加； C、拉长或压缩x时，弹性势能改变相同； D、形变量相同时，弹性势能与劲度系数 有关,