重力勢能完整word版本

1、重力勢能完整以上實例說明：以上實例說明： 物體一旦處于高處時，就具有了一定物體一旦處于高處時，就具有了一定的能量。的能量。想一想：想一想： 物體由于處在一定高度而具有的能物體由于處在一定高度而具有的能量是什么能？量是什么能？ 這種能量與哪些因素有關這種能量與哪些因素有關？（體驗）（體驗）重力勢能！重力勢能！重力勢能與重力勢能與高度高度h，質(zhì)量質(zhì)量m有關！有關！ 物體的高度發(fā)生變化時，重力物體的高度發(fā)生變化時，重力要做功：物體被要做功：物體被舉高舉高時，重力做時，重力做負負功；物體功；物體下降下降時，重力做時，重力做正正功。功。因此，因此，認識這種勢能，不能脫離對重認識這種勢能，不能脫離對重力做

2、功的研究。力做功的研究。物體物體豎直豎直下落下落 從從 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2 一一. .重力做功重力做功NoImage物體沿斜線運動物體沿斜線運動 從從 A A 到到 C CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2物體物體沿曲線沿曲線運動運動 從從 A A 到到 C Ch1h2h3ACh2h1hAh 1L LNoImageNoImageW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+ W=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3 + =mg （h 1+ h 2 + h 3

3、 )=mg h =mgh1mgh2微元法微元法 可見可見, ,重力做的功等于重力做的功等于“mgh”這個量的變化這個量的變化. .在物理在物理學中，學中， “ “mghmgh就用這個物理量表示物體的重力勢能。就用這個物理量表示物體的重力勢能。12mghmgh12()mg hhhh2h1AB物體從物體從A落到落到B的過程中的過程中,重力做功重力做功重力做功與路徑無關重力做功與路徑無關, ,只跟始末位置的高度差有關只跟始末位置的高度差有關12mghmgh10hmgWG重力做功的特點:1.1.定義：定義：物體的重力勢能等于它所受物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。重力與所處高度的乘積。2.

4、2.表達式：表達式：3.3.單位：單位：國際單位制中，焦耳國際單位制中，焦耳(J)(J)。 1J=1kg 1J=1kgm.s-2 .m=1N.m .m=1N.m4.4.重力勢能是標量重力勢能是標量，無方向無方向。5.5.重力勢能的變化：重力勢能的變化： E EP P=mgh=mgh2 2-mgh-mgh1 1 Ep=mgh二二. .重力勢能重力勢能判一判：判一判：物體物體下降下降時：重力做時：重力做 功，功， 重力勢能重力勢能 。物體物體上升上升時：重力做時：重力做 功，重力勢能功，重力勢能 。 正正負負減小減小增大增大三、重力做功與重力勢能變化關系三、重力做功與重力勢能變化關系如圖所示：課本

5、如圖所示：課本P65WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep214三、重力做功與重力勢能變化關系三、重力做功與重力勢能變化關系【重力做的功等于重力勢能的減少量重力做的功等于重力勢能的減少量】 1.如果重力做如果重力做正功正功，WG0， 則則Ep1 Ep2 ，重力勢重力勢能能減少減少，減少的重力勢能，減少的重力勢能等于等于重力對物體做的重力對物體做的功功 2.如果重力做如果重力做負功負功， WG0， 則則Ep1 Ep2 ,重力勢重力勢能能增加增加，增加的重力勢能，增加的重力勢能等于等于物體物體克服克服重力做的重力做的功功NoImage WG = Ep1.計算重力勢能之前需要先計算重

6、力勢能之前需要先選定參考平面選定參考平面 在參考面下方在參考面下方的物體的高度是的物體的高度是負值，負值，重力勢能也是重力勢能也是負值。負值。 3. 參考平面的選取是參考平面的選取是任意任意的的 .在參考面上方在參考面上方的物體的高度是的物體的高度是正值正值，重力勢能也是，重力勢能也是正值；正值；2.2.重力勢能是重力勢能是標量標量+ +、表示表示大大小小17四、重力勢能的相對性四、重力勢能的相對性高度是相對的，所以重力勢能也是相對的高度是相對的，所以重力勢能也是相對的注意注意:【此平面為此平面為h=0,零勢能面零勢能面】例：例： 如圖，質(zhì)量如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上的小球，從桌面

7、以上h1=1.2m的的A點落到地面的點落到地面的B點，桌面高點，桌面高h2=0.8m請按要求填寫下表請按要求填寫下表(g=10m/s2)參考參考平面平面小球在小球在A點重點重力勢能力勢能小球在小球在B點重點重力勢能力勢能下落過程下落過程小球重力小球重力做功做功下落過程下落過程小球重力小球重力勢能變化勢能變化桌面桌面地面地面 6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB 選取不同的參考平選取不同的參考平面面, ,物體的重力勢能物體的重力勢能的數(shù)值不同。的數(shù)值不同。 對一個確定的過對一個確定的過程，程，W WG G和和E EP P與參與參考面的選擇無關考面的選擇無關. .203關于重

8、力勢能，下列說法中正確的是關于重力勢能，下列說法中正確的是()A物體的位置一旦確定，它的重力勢能物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定的大小也隨之確定B物體與零勢面的距離越大，它的重力物體與零勢面的距離越大，它的重力勢能也越大勢能也越大C一個物體的重力勢能從一個物體的重力勢能從5 J變化到變化到3 J，重力勢能變大了，重力勢能變大了D重力勢能的減少量等于重力對物體做重力勢能的減少量等于重力對物體做的功的功 答案：答案：CD 必須指出的是，必須指出的是，重力勢能跟重力做功密切重力勢能跟重力做功密切相關相關，而重力是而重力是地球與物體之間的地球與物體之間的相互作用力相互作用力。也就是說，

9、倘若也就是說，倘若沒有地球，就談不上沒有地球，就談不上重力。重力。所所以，嚴格說來，重力勢能是地球與物體所組成以，嚴格說來，重力勢能是地球與物體所組成的這個物體的這個物體“系統(tǒng)系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上所共有的，而不是地球上的物體單獨具有的。的物體單獨具有的。 重力勢能屬于重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)物體和地球組成的系統(tǒng) .五五. .重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能的系統(tǒng)性 平常所說的平常所說的“物體物體”的重力勢能，的重力勢能，只是一種習慣簡化的說法。只是一種習慣簡化的說法。小 結(jié)一、重力做功的特點：一、重力做功的特點： 與路徑無關，只與起點和終點的高度差有關與路徑無關，只與起點和終點的高度差

10、有關二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關 的能量。的能量。 表達式表達式 三、重力做功與重力勢能變化的關系三、重力做功與重力勢能變化的關系 重力做正功，重力勢能減少重力做正功，重力勢能減少 重力做負功，重力勢能增加重力做負功，重力勢能增加四、重力勢能是相對的四、重力勢能是相對的 ，正負表示大小。，正負表示大小。 一般不加說明是以地面或題目中的最低點所在的平面作為一般不加說明是以地面或題目中的最低點所在的平面作為零勢能參考面。零勢能參考面。五、勢能是系統(tǒng)能。指系統(tǒng)所有。五、勢能是系統(tǒng)能。指系統(tǒng)所有。 hmgWGmghEP21PPGEEW要點要點

11、4 關于繩子、鏈條及流體的重力勢能及其變化關于繩子、鏈條及流體的重力勢能及其變化1有質(zhì)量的繩或鐵鏈有質(zhì)量的繩或鐵鏈若繩被拉直，則重心在繩的中點，根據(jù)重力勢能的定若繩被拉直，則重心在繩的中點，根據(jù)重力勢能的定義可直接求出繩的重力勢能；若一部分繩在水平桌面，而義可直接求出繩的重力勢能；若一部分繩在水平桌面，而另一部分懸空，則要分段求出每一部分的重力勢能，然后另一部分懸空，則要分段求出每一部分的重力勢能，然后求出代數(shù)和求出代數(shù)和題型題型3 與重心變化有關的重力做功問題與重心變化有關的重力做功問題例例3 在水平地面上鋪在水平地面上鋪n塊磚，每塊磚的質(zhì)量均為塊磚，每塊磚的質(zhì)量均為m，厚度均為厚度均為h，

12、如圖所示現(xiàn)將磚一塊一塊地豎直疊放起來，如圖所示現(xiàn)將磚一塊一塊地豎直疊放起來，磚的重力勢能增加多少？磚的重力勢能增加多少？分析：分析：解答本題應把握以下三點：解答本題應把握以下三點：(1)把地面上的把地面上的n塊磚和直立起來的塊磚和直立起來的n塊磚分別看成一塊磚分別看成一個整體個整體(2)分析整體重心的變化分析整體重心的變化(3)運用做功與勢能變化的關系求解運用做功與勢能變化的關系求解隨堂鞏固訓練隨堂鞏固訓練 答案：答案：D 2我國發(fā)射的我國發(fā)射的“神舟神舟”七號飛船在繞地球七號飛船在繞地球45圈后，于圈后，于2008年年9月月28日勝利返航，在返回艙拖著降落傘下落過程日勝利返航，在返回艙拖著降

13、落傘下落過程中，其重力做功和重力勢能變化的情況為中，其重力做功和重力勢能變化的情況為()A重力做正功，重力勢能減小重力做正功，重力勢能減小B重力做正功，重力勢能增加重力做正功，重力勢能增加C重力做負功，重力勢能減小重力做負功，重力勢能減小D重力做負功，重力勢能增加重力做負功，重力勢能增加答案：答案：A3關于重力勢能，下列說法中正確的是關于重力勢能，下列說法中正確的是()A物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定之確定B物體與零勢面的距離越大，它的重力勢能也越大物體與零勢面的距離越大，它的重力勢能也越大C一個物體的重力勢能從一個物體的重力勢能從5

14、 J變化到變化到3 J，重力勢，重力勢能變大了能變大了D重力勢能的減少量等于重力對物體做的功重力勢能的減少量等于重力對物體做的功答案：答案：CD4如圖所示，一條鐵鏈長為如圖所示，一條鐵鏈長為2 m，質(zhì)量為，質(zhì)量為10 kg，放，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？了多少？答案：答案：98 J增加增加98 J 變式訓練變式訓練2(2011南京高一檢測南京高一檢測)跳水運動被稱為跳水運動被稱為“空空中芭蕾中芭蕾”，極具觀賞性，

15、極具觀賞性(如圖如圖)我們國家在跳水運動方面保我們國家在跳水運動方面保持著很高的水平，并且對世界跳水運動作出了獨特的貢持著很高的水平，并且對世界跳水運動作出了獨特的貢獻我國優(yōu)秀跳水運動員郭晶晶在跳臺跳水時，跳臺的高獻我國優(yōu)秀跳水運動員郭晶晶在跳臺跳水時，跳臺的高度為度為10 m，當她恰好到達最高位置時，重心離跳臺的高度，當她恰好到達最高位置時，重心離跳臺的高度約為約為2 m；當她下降到手觸及水面時要伸直雙臂做一個翻；當她下降到手觸及水面時要伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作，這時她的重心離水面大約是掌壓水花的動作，這時她的重心離水面大約是1 m入水之后，她的重心能下降到離水面約入水之后，她的重心能下降到離水面約2.5 m處如處如果她的質(zhì)量為果她的質(zhì)量為45 kg，以水面為參考面，那么她在完成一，以水面為參考面，那么她在完成一次跳水的過程中，重力勢能最大為多少？最小為多少？次跳水的過程中，重力勢能最大為多少？最小為多少？(g取取10 m/s2)分析：分析：解答本題應把握以下三點：解答本題應把握以下三點：(1)明確運動員在最高點和最低點時重心的位置明確運動員在最高點和最低點時重心的位置(2)明確參考面為水面明確參考面為水面(3)