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第2节:势能的改变 重力势能的改变,引出问题,运动的物体具有动能,处于一定高度的物体有没有能量?,重力势能:物体处于一定的高度具有的能量叫重 力势能。 用EP表示。,提出问题:影响重力势能的因素有哪些呢?,猜想与假设:,高度、,质量,设计实验验证,实验方法:,实验器材:,控制变量法,大小质量均不同的小铁柱和小木块、刻度尺、装有沙子的玻璃容器、模型小板凳、,1、控制质量不变,比较高度与重力势能的关系,实验过程:,2、控制高度不变,比较质量与重力势能的关系,实验分析:,现象1:,现象2:,越高,越低,越大,越小,EP h,越大,越小,越小,越大,EP m,实验结论:,EP h,EP m,一、重力势能,1.定义:物体处于一定的高度具有的能量叫重力势能,用EP表示。,2.公式:,(h为物体重心到参考面的高度),焦耳(),重力势能是一个标量,3、单位:,4、标矢性:,例题: 一个质量为1kg的投影仪,把它吊在一张高1m的桌面上空处,这个投影仪是否具有重力势能呢?此投影仪的重力势能是多少呢?(取g=10/s2),1、选桌子为参考平面,h1=2m, EP1=mgh1=10x10x2J=200J,2、选地面为参考平面,h2=(2+1)m=3m EP2=mgh2=10x10x3J=300J,3、选天花板为参考平面,h3= 0.5m EP3=mgh3= 10x10x0.5J=50J,解:,一、重力势能,1.定义:物体处于一定的高度具有的能量叫重力势能,2.公式:,3.单位:焦耳(J),4.标矢性:重力势能是标量,(h为物体重心到参考面的高度),5.重力势能具有相对性,(1)选择不同的参考面(零势能面),重力势能是不同的。 (一般选择地面 ),(2)物体在参考平面上方,h0,重力势能是正值,表示该点位置所具有的重力势能比参考面上所具有重力势能大。,(3)物体在参考平面下方,h0,重力势能是负值,表示该点位置所具有的重力势能比参考面上所具有重力势能小。,合外力做的功可以使物体的动能发生变化,那么什么力做功会使物体重力势能的发生变化呢?,提出问题?,二、重力做功与重力势能的改变,mgh2,mgh1,mgh1,mgh2,mgh1-mgh2,mgh1-mgh2,物体重力势能的变化只由重力所做的功决定,与其它力所做的功均无关。因此,重力所做的功与重力势能改变的关系可以写成,结论:,1、物体从高处下落的过程中,重力做正功,WG0, EP1EP2,即重力势能减小。,2、物体从低处升高的过程中,重力做负功,WG0,EP1EP2, 即重力势能增大。,提出问题,上面我们讨论物体的运动路径都是在竖直方向,如果物体运动的路径是做曲线运动,重力对物体做功又将如何?,三、重力做功与物体运动路径的关系,mgh1,mgh1,mgh1,mgh2,mgh2,mgh2,mgh1-mgh2,mgh1-mgh2,mgh1-mgh2,结论:,重力做功只与物体始末位置的高度差有关,与路径无关。,课堂小结,一、重力势能,1.定义:物体处于一定的高度具有的能量叫重力势能。用EP表示。,2.公式:,(h为物体重心到参考面的高度),3、单位:焦耳(),、重力势能是一个标量,5.重力势能具有相对性,(1)选择不同的零势面,重力势能是不同的(一般 选地面) (2)物体在参考平面上方,h0,重力势能是正值。 (3)物体在参考平面下方,h0,重力势能是负值。,二、重力做功与重力势能的改变,三、重力做功与物体运动路径的关系,重力做功只与物体始末位置的高度差有关,与路径无关。,物体重力势能的变化只由重力所做的功决定,是否存在其它力的作用及有没有其它力做功均无关。,课后练习,练习1、关于重力势能,下列说法正确的是( ) (A)放在地面上的物体所具有的重力势能一定为零 (B)重力势能恒大于零 (C)重力势能的大小只由重物本身的质量决定 (D)将质量为m的物体匀速举高h,重力势能增加mgh,D,B,C,练习3、图5表示一个斜抛物体的运动,当物体由抛出位置1运动到最高位置2时,重力做功是多少?重力势能改变了多少?由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时,重力做功和重力势能的变化是多少?由位置1运动到位置3呢?,解:,由1到2:,重力做功-mgh,,重力势能增大mgh,由2到3:,重力做功mgh ,,重力势能减少mgh,由1到3:,重力做功和势能变化均为零,
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