人教版高中物理必修二《重力势能》ppt课件

7.4 重力势能重力势能1理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。进行计算。（重点）（重点）2理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。重力做功与路径无关。（重点）（重点）3知道重力势能的相对性和系统性。知道重力势能的相对性和系统性。（难点）（难点）17.4 重力势能1理解重力势能的概念，会用重力势能的定223344556677889910101111121213131414 雪崩、山体滑坡等为什么有那么大的破坏力呢？雪崩、山体滑坡等为什么有那么大的破坏力呢？水力发电站为什么要修那么高的大坝？水力发电站为什么要修那么高的大坝？提问：提问：15 雪崩、山体滑坡等为什么有那么大的破坏力呢？提问7.4 7.4 重力势能重力势能郯城第二中学郯城第二中学 丁崇志丁崇志167.4 重力势能郯城第二中学 1 1理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。行计算。（重点）（重点）2 2理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。力做功与路径无关。（重点）（重点）3 3知道重力势能的相对性和系统性。知道重力势能的相对性和系统性。（难点）（难点）171理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。（重点初中实验：初中实验：物体被举高后落下砸在沙坑中的桌子上面，观察桌子物体被举高后落下砸在沙坑中的桌子上面，观察桌子陷入沙坑的深度。陷入沙坑的深度。回顾复习：回顾复习：重力势能跟物体的重力势能跟物体的质量质量和和高度高度都有关系。都有关系。18初中实验：回顾复习：重力势能跟物体的质量和高度都有关系。一、重力做的功与路径的关系一、重力做的功与路径的关系探讨小球在相同的高度沿三种探讨小球在相同的高度沿三种不同不同路径落到相同路径落到相同的高度重力所做的功？的高度重力所做的功？19一、重力做的功与路径的关系探讨小球在相同的高度沿三种不同丙丙 乙乙甲甲重重力力的的功功BBh1h2h3hh1h2Amg 甲甲:竖直下落竖直下落 乙乙:沿斜线运动沿斜线运动 丙丙:沿曲线运动沿曲线运动A1A2A3WGmghmgh1mgh2WGmgl cosmghmgh1mgh2WGmgh1mgh2mgh3 mghmgh1mgh2lBmgAAmg20丙 乙甲重力的功BBh1h2h3hh1h2Amg 结论：结论：物体运动时，重力对它做的功跟物体运动的路径物体运动时，重力对它做的功跟物体运动的路径无关，只跟它的无关，只跟它的起点起点和和终点终点的位置有关（或者说只与的位置有关（或者说只与初、末初、末位置的位置的高度差高度差有关）。有关）。21结论：21【学以致用学以致用】练习练习1 1：沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的：沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是()A.A.沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多B.B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C.C.沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多D.D.上述几种情况重力做的功同样多上述几种情况重力做的功同样多D D22【学以致用】D22 重力做功与路径无关，只与起点和重力做功与路径无关，只与起点和终点的位置有关。终点的位置有关。计算式：计算式：W WG G=mgh=mgh=mgh=mgh1 1-mgh-mgh2 22323二、重力势能的二、重力势能的概念与概念与表达式：表达式：（1）、定义：物体的）、定义：物体的重力重力与所处与所处高度高度的乘积。的乘积。（2）、表达式：）、表达式：Ep=mgh（3）、单位：焦耳）、单位：焦耳 J（4）、性质：标量）、性质：标量24二、重力势能的概念与表达式：（1）、定义：物体的重力与所处高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三、重力做的功与重力势能变化的关系三、重力做的功与重力势能变化的关系计算式：计算式：25WGmgh1mgh2WGEP1EP2初态的重力势能末例题例题1 1.塔吊把一质量为塔吊把一质量为200kg200kg的物体，从距地面高为的物体，从距地面高为h h1 1=10m=10m的高度匀速运到高为的高度匀速运到高为h h2 2=3m=3m的地方，重力做了多少功？物体的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？结论结论1 1：物体下降，重力做物体下降，重力做正功正功，重力，重力势能势能减少减少，W WG G=E=EP1P1-E-EP2P20 0；重力做的功重力做的功等于重力势能的减少量。等于重力势能的减少量。解：解：重力做功为：重力做功为：W WG G=mg(h=mg(h1 1-h-h2 2)=14000J)=14000JE Ep1p1-E-Ep2p2=mgh=mgh1 1-mgh-mgh2 2=14000J=14000J重力势能减少了重力势能减少了14000J14000J与运动状态没有关系与运动状态没有关系26例题1.塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=1例题例题2 2.塔吊把一质量为塔吊把一质量为200kg200kg的物体，从距地面高为的物体，从距地面高为h h1 1=3m=3m的高度匀速运到高为的高度匀速运到高为h h2 2=10m=10m的地方，重力做了多少功？物的地方，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？解：解：重力做功为：重力做功为：W WG G=mg(h=mg(h1 1-h-h2 2)=)=14000J14000J物体克服重力做了物体克服重力做了14000J14000J的功的功E Ep1p1-E-Ep2p2=mgh=mgh1 1-mgh-mgh2 2=14000J14000J重力势能增加了重力势能增加了14000J14000J结结论论2 2：物物体体上上升升，重重力力做做负负功功，重重力力势势能能增增加加，W WG G=E=EP1P1-E-EP2P20 0，物物体体克克服服重重力力所所做的功等于重力势能的增加量。做的功等于重力势能的增加量。27例题2.塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3重力做功与重力势能变化的关系：重力做功与重力势能变化的关系：1、重力做正功，、重力做正功，重力势能减少，重力做的功等于重重力势能减少，重力做的功等于重力势能的减少量。力势能的减少量。2、重力做负功，重力势能增加，物体克服重力所做重力做负功，重力势能增加，物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。的功等于重力势能的增加量。28重力做功与重力势能变化的关系：1、重力做正功，重力势能减少提问：提问：质量均为质量均为60kg的甲、乙、丙三名同学分别站在的甲、乙、丙三名同学分别站在教学楼的一楼、二楼和三楼，问他们的重力势能相教学楼的一楼、二楼和三楼，问他们的重力势能相等吗？一楼距二楼等吗？一楼距二楼4米，三楼距二楼也是米，三楼距二楼也是4米，问三米，问三名同学各自的重力势能为多少？名同学各自的重力势能为多少？（g=10m/s2）29提问：29四：1 1、重力势能的“相对性”注意：注意：（1）物体位于参考平面之）物体位于参考平面之上上时，重力势能为时，重力势能为“正正”，位于参考平面之，位于参考平面之下下时，重力势能为时，重力势能为负负；（2）重力势能表达式中的）重力势能表达式中的“h”是相对于参考平面而是相对于参考平面而言的，物体位于同一位置，取不同的参考平面，它的重力势言的，物体位于同一位置，取不同的参考平面，它的重力势能值可能不同。所以我们说，重力势能具有能值可能不同。所以我们说，重力势能具有“相对性相对性”参考平面参考平面：选取某一水平面，假定物体在这个水平面上时，选取某一水平面，假定物体在这个水平面上时，重力势能为零，这个平面叫做重力势能的重力势能为零，这个平面叫做重力势能的“参考平面参考平面”，又，又叫叫“零势能面零势能面”。30四：1、重力势能的“相对性”注意：（1）物体位于参考平面之上例例题3 3：如右：如右图小球小球质量量1kg1kg，从桌面（离地高，从桌面（离地高h h2 2=1m=1m）以上）以上h h1 1=2m=2m的的A A点点为下落到地面的下落到地面的B B点，填表：点，填表：选择不同的参考平面，物体选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。的重力势能不同。重力做的功和重力势能的变化与参考平面的重力做的功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。选择无关。h1h2AB参考参考平面平面 小球在小球在A A点的重力点的重力势能势能小球在小球在B B点的重力点的重力势能势能下落过程下落过程小球重力做小球重力做的功的功下落过程小下落过程小球重力势能球重力势能的减小量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(g=10 m/s2)31例题3：如右图小球质量1kg，从桌面（离地高h2h1h2AB确定重力势能的方法：确定重力势能的方法：先选定参考平面（先选定参考平面（0势能面）势能面）在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；是正值；在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。、表示重力势能的大小是负值。、表示重力势能的大小 参考平面的选取是任意的。参考平面的选取是任意的。一般从研究问题的方便出发来选择；一般从研究问题的方便出发来选择；通常选择通常选择地面地面作为参考平面作为参考平面。32确定重力势能的方法：32故故：重力势能是：重力势能是物体物体和和地球地球组成的组成的系统系统所共有的。所共有的。四：四：2、重力势能的、重力势能的“系统性系统性”我们常常有这样的疑问，重力势能是谁的？是物体的？我们常常有这样的疑问，重力势能是谁的？是物体的？还是地球的？重力势能是物体还是地球的？重力势能是物体单独单独具有的吗？具有的吗？质量是物体的固有属性，而重力的施力物体是质量是物体的固有属性，而重力的施力物体是地球地球，两者缺一不可。两者缺一不可。33故：重力势能是物体和地球组成的系统所共有的。四：2、重力势能一、重力做功及其特点：一、重力做功及其特点：W WG G mgh mgh=mghmgh1 1mghmgh2 2 与路径无关，只与起点和终点的位置有关。与路径无关，只与起点和终点的位置有关。二、重力势能：二、重力势能：物体的重力势能等于它所受重力与所处高物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。度的乘积。表达式：表达式：三、重力做功与重力势能变化的关系：三、重力做功与重力势能变化的关系：四、重力势能是四、重力势能是相对相对的的 ，与选取的参考平面有关，正负，与选取的参考平面有关，正负表示大小。表示大小。重力势能为物体和地球组成的重力势能为物体和地球组成的系统系统所共有。所共有。1、若、若 WG0，则则EP1 EP2，即，即重力做正功，重力做正功，重力势能减少，重力做重力势能减少，重力做的功等于重力势能的减少量。的功等于重力势能的减少量。2、若若WG0，EP1 EP2，即，即重力做负功，重力势能增加，物体克重力做负功，重力势能增加，物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。服重力所做的功等于重力势能的增加量。34一、重力做功及其特点：1、若 WG0，则EP1 EP作业：作业：完成完成导学案导学案和本节课的课后练习。和本节课的课后练习。35作业：35 不去奋斗，不去创造，再美的青春也结不出硕果。36 不去奋斗，不去创造，36