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1、重力勢(shì)能一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)1認(rèn)識(shí)重力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)理解重力勢(shì)能的概念2理解重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系3知道重力勢(shì)能具有相對(duì)性,知道重力勢(shì)能是物體和地球系統(tǒng)所共有的二、知識(shí)要點(diǎn)1重力做功(1)重力做功的大小為WGmgh ,即功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積 與物重跟終點(diǎn)高度的乘積 兩者之差(2)重力做功的特點(diǎn)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),而跟物體運(yùn)動(dòng)的無(wú)關(guān)2重力勢(shì)能(1)重力勢(shì)能:物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積Ep .(2)標(biāo)矢性:重力勢(shì)能是 ,只有大小,沒(méi)有方向3重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性(1)重力勢(shì)能的相對(duì)性重力勢(shì)能具有 性,即Ep與選取的參考平面(
2、零勢(shì)能面) 因此,在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí),必須首先選取參考平面重力勢(shì)能的變化 的,它與參考平面的選取 (2)重力勢(shì)能正、負(fù)的意義重力勢(shì)能的正負(fù)表示重力勢(shì)能的大小,Ep0表明物體位于參考平面 方;Ep0表明物體位于參考平面上;Ep0,Ep1Ep2.這時(shí),重力勢(shì)能減小量等于重力所做的功(3)當(dāng)物體從低處向高處運(yùn)動(dòng)時(shí),重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加,也就是WG0,Ep1Ep2.這時(shí),重力勢(shì)能增加量等于物體克服重力所做的功三、典型例題例1.沿著高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面,向上拉同一物體到頂端,下列說(shuō)法中 正確的是 ()A沿長(zhǎng)度大的斜面上升克服重力做的功多B沿長(zhǎng)度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功
3、多C沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少D上述幾種情況重力做功同樣多例2質(zhì)量為20 kg的薄鐵板平放在二樓的地面上,二樓地面與樓外地面的高度差為5 m這塊薄鐵板相對(duì)二樓地面的重力勢(shì)能為_J,相對(duì)樓外地面的重力勢(shì)能為_J;將薄鐵板提高1 m,若以樓外地面為參考平面,則薄鐵板的重力勢(shì)能變化了_J(g取10 m/s2)例3如圖所示的兩個(gè)軌道均光滑,它們的高度相同,均為h,使質(zhì)量均為m的兩個(gè)物體分別沿兩個(gè)軌道由靜止開始從頂端運(yùn)動(dòng)到底端求:(1)兩個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力勢(shì)能的變化及重力對(duì)物體所做的功(2)若甲圖是光滑的軌道,乙圖是粗糙的軌道,則重力勢(shì)能的變化量和重力所做的功如何變化?例4金茂大廈是上海的標(biāo)志性建筑之一,它的主體建筑為地上101層,地下3層,高420.5 m,是目前國(guó)內(nèi)第一、世界第三高樓,如圖所示距地面341 m的第88層為國(guó)內(nèi)迄今最高的觀光層,環(huán)顧四周,極目眺望,上海新貌盡收眼底今有一質(zhì)量為60 kg的游客在第88層,(g取10 m/s2)求:(1)以地面為參考平面時(shí)游客的重力勢(shì)能;(2)以第88層為參考平面時(shí)游客的重力勢(shì)能;(3)以420.5 m的樓頂為參考平面,若他乘電梯從地面上升到88層,需克服重力做多少功?四、選做例題例5在離地80 m處無(wú)初速度釋放一小球,小球質(zhì)量為m200 g,不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2,取最高點(diǎn)所在水平面為參
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