教案重力势能

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,学习目标,1.,理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对性,2,知道重力做功和重力势能的改变的关系,3,理解重力做功与路径无关的特点,重点、难点,重力势能的计算，重力做功与重力势能变化的关系,4,、,重力势能,2002年月日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少人失踪。,雪崩,2,美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。,陨石坑,美国内华达州亚利桑那,3,（,1,）俄罗斯“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达3000，其能量由什么能量转化而来？（,2,）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里,?,（3）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（4）在你的头顶上方相同的高度,分别用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？,以上问题的根本原因都在于,水电站,和平号空间站残片,打桩机,物体处在一定高度时，就具有了一定的能量。当它从所处的的高处落下时，,伴随着,重力做功,这些能量就会,通过,做功的方式释放出来,在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫,重力势能,重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢?本节课我们就来学习这个问题,一、重力做功,请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功,物体,竖直,下落,从 A 到 B,A,h,B,h1,h2,W,G,=,mgh,=mg,(,h,1,h,2,),=,mgh,1,mgh,2,第一种情况：,物体沿斜线运动,从 A 到,B,A,C,h,L,h,1,h,2,W,G,=mgLcos,=,mgh,=mg,(,h,1,h,2,),=,mgh,1,mgh,2,第二种情况：,物体,沿曲线,运动,从 A 到 C,W,1,=mglcos,1,=mg,h 1,W=W,1,+W,2,+W,3,+,W=mg,h 1+,mg,h 2,+,mg,h 3,+,=,mg,h,=,mgh,1,mgh,2,第三种情况：,重力做功的,规律,重力做功,只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关,，与物体运动的路径无关。,重力做功的公式：,W,G,=mgh,向上运动为负功，向下运动为正功,例题,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，以下说法中正确的是（）,A,沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做功多,B,沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多,C,沿坡度小，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多,D,上述几种情况克服重力做功一样多,D,如图所示，设想你要从某座高楼的第10层下到第3层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？,练习,答案：相等,二、重力势能,如果物体相对于参考平面的高度为,h,则把,物理量mgh叫做物体的重力势能,物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积,注意：高度的正、负,Ep=mgh,说明：重力势能是标量,单位：焦耳，1J=1kgms,-2,m=1N,m,计算重力势能之前需要先选定,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,状态量,、,标量,+、,表示,大小,17,高度是相对的，所以重力势能也是相对的,三、重力势能的相对性,四、,重力势能的正负表示大小,重力势能,：3J,5J,重力势能,：0J,5J,重力势能,：3J,5J,例,1,如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h,1,=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h,2,=0.8m请按要求填写下表,(g=10m/s,2,),参考,平面,小球在,A点重力势能,小球在,B点重力势能,下落过程小球重力做功,下落过程小球重力势能变化,桌面,地面,6J,10J,-,4J,0,10J,10J,-10J,-10J,h,1,h,2,A,B,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，W,G,和E,P,与参考面的选择无关,20,W,G,=mgh,1,-mgh,2,=,E,p,1,-,E,p,2,14,重力做的功等于重力势能的减少量,如果重力做,正功,，重力势能,减少,，减少的重力势能,等于,重力对物体做的,功,如果重力做,负功,，重力势能,增加,，增加的重力势能,等于,物体,克服,重力做的,功,即,W,G,=,E,p,讨论,：,重力势能为零的物体是不是就没有重力势能,？,五、重力做功与重力势能变化关系,足球由位置1运动到位置2时，重力所做的功是多少？足球的重力势能增加了多少？,足球由 位置2运动到位置3重力所做的功是多少？重力势能减少了多少？,足球由位置1运动到位置3，重力所做的功是多少？足球的重力势能变化了多少？,做一做,：质量为,M,的足球在地面,1,的位置被踢出后落到地面,3,的位置，在空中达到的最高点,2,的高度为,h,。,h,1,2,3,1,2,3,重力势能属于,物体和地球组成的系统,.,平常所说的,“,物体,”,的重力势能，只是一种习惯简化的说法,。,重力势能是我自己的！,六、重力势能的系统性,1,、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量,(),A.,都具有不同的数值,B.,都具有相同的数值,C.,前者具有相同的数值，后者具有不同的数值,D.,前者具有不同的数值，后者具有相同的数值,D,七、课堂训练,2,、起重机以,5m/s,2,的加速度将质量为,1,t,的物体匀减速地沿竖直方向提升高度,10m,，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？,3,、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,4、物体在运动过程中，克服重力做功为50,J，,则：,A、,重力做功为50,J；,B、,物体的重力势能一定增加了50,J；,C、,物体的动能一定减少50,J；,D、,重力做了50,J,的负功。,BD,5、关于重力势能的几种理解，正确的是,A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体,做功,B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数 值的重力势能，但这并不影响研究有关重 力势能的问题,C、在同一高度将物体不论向何方向抛出，只 要抛出时的初速度大小相同，则落地时减 少的重力势能必相等,D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零,BC,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。,课堂小结,