高一物理重力勢(shì)能(2)ppt課件

1、重力勢(shì)能1.;2021-03-28前言前言 物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能。物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能。 物體的高度發(fā)生變化時(shí)，重力要做功：物體被物體的高度發(fā)生變化時(shí)，重力要做功：物體被舉舉高高時(shí)，重力做時(shí)，重力做負(fù)負(fù)功；物體功；物體下降下降時(shí)，重力做時(shí)，重力做正正功。功。幾個(gè)概念力：物體之間的相互作用。重力：物體由于地球的吸引而受到 的力勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置而具有的 能量。一個(gè)新的概念重力勢(shì)能因此，因此，認(rèn)識(shí)這種勢(shì)能，不能脫離對(duì)重力做功的研究。認(rèn)識(shí)這種勢(shì)能，不能脫離對(duì)重力做功的研究。2物體物體豎直豎直下落下落 從從 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg

2、(h1h2) =mgh1mgh2 一.重力做功3物體沿斜線運(yùn)動(dòng)物體沿斜線運(yùn)動(dòng) 從從 A A 到到 C CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh24物體物體沿曲線沿曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 從從 A A 到到 C Ch1h2h3ACh2h1hAh 1L LW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+ W=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3 + =mg （h 1+ h 2 + h 3 )=mg h =mgh1mgh25重力做功的特點(diǎn): 重力做功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置（高度差）有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。WG = mgh1

3、 - mgh2上述分析過(guò)程表明：上述分析過(guò)程表明： 還表明：功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積還表明：功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與與物重跟終點(diǎn)高度的乘積物重跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2兩者之差。即兩者之差。即即：即：WG = mgh二.重力勢(shì)能61.1.定義：物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所定義：物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積。處高度的乘積。2.2.單位：國(guó)際單位制中，焦耳單位：國(guó)際單位制中，焦耳(J)(J)。 1J=1kg1J=1kgm.s-2 .m=1N.m .m=1N.m3.3.重力勢(shì)能是重力勢(shì)能是標(biāo)量標(biāo)量，狀態(tài)量。，狀態(tài)量。4.4.重力勢(shì)能的變化重力勢(shì)能的變化 E

4、 EP P=mgh=mgh2 2-mgh-mgh1 1 Ep=mgh 可見(jiàn)可見(jiàn),重力做的功等于重力做的功等于“mghmgh”這個(gè)量的變化這個(gè)量的變化.在物理學(xué)中，在物理學(xué)中， “mghmgh”是一個(gè)有特殊意義的物理量是一個(gè)有特殊意義的物理量. 這這個(gè)物理量就是表示物體的重力勢(shì)能。個(gè)物理量就是表示物體的重力勢(shì)能。7WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep214三、重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系三、重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量 如果重力做如果重力做正功正功，重力勢(shì)能，重力勢(shì)能減少減少，減少的重力，減少的重力勢(shì)能勢(shì)能等于等于重力對(duì)物

5、體做的重力對(duì)物體做的功功 如果重力做如果重力做負(fù)功負(fù)功，重力勢(shì)能，重力勢(shì)能增加增加，增加的重力，增加的重力勢(shì)能勢(shì)能等于等于物體物體克服克服重力做的重力做的功功即即 WG = Ep 討論討論：重力勢(shì)能為零的物體是不是就沒(méi)有重重力勢(shì)能為零的物體是不是就沒(méi)有重力勢(shì)能力勢(shì)能？8計(jì)算重力勢(shì)能之前需要先選定計(jì)算重力勢(shì)能之前需要先選定參考平面參考平面 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(fù)值負(fù)值，重力，重力勢(shì)能也是勢(shì)能也是負(fù)值負(fù)值。 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，重力勢(shì)能也是勢(shì)能也是正值正值；勢(shì)能是勢(shì)能是

6、狀態(tài)量狀態(tài)量、標(biāo)量標(biāo)量+ +、表示表示大小大小17四、重力勢(shì)能的相對(duì)性四、重力勢(shì)能的相對(duì)性高度是相對(duì)的，所以重力勢(shì)能也是相對(duì)的高度是相對(duì)的，所以重力勢(shì)能也是相對(duì)的9 必須指出的是，必須指出的是，重力勢(shì)能跟重力做功密切重力勢(shì)能跟重力做功密切相關(guān)相關(guān)，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(shuō)，倘若也就是說(shuō)，倘若沒(méi)有地球，就談不上沒(méi)有地球，就談不上重力。重力。所所以，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，重力勢(shì)能是地球與物體所組成以，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，重力勢(shì)能是地球與物體所組成的這個(gè)物體的這個(gè)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(dú)具有的。的物體單獨(dú)具有的。 重力勢(shì)能

7、屬于重力勢(shì)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.重力勢(shì)能的系統(tǒng)性 平常所說(shuō)的“物體”的重力勢(shì)能，只是一種習(xí)慣簡(jiǎn)化的說(shuō)法。10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，從桌面以上h1=1.2m的的A點(diǎn)落到地面的點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m請(qǐng)按要求填寫(xiě)下表請(qǐng)按要求填寫(xiě)下表(g=10m/s2)參考參考平面平面小球在小球在A點(diǎn)重點(diǎn)重力勢(shì)能力勢(shì)能小球在小球在B點(diǎn)重點(diǎn)重力勢(shì)能力勢(shì)能下落過(guò)程下落過(guò)程小球重力小球重力做功做功下落過(guò)程下落過(guò)程小球重力小球重力勢(shì)能變化勢(shì)能變化桌面桌面地面地面 6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB 選

8、取不同的參考平面選取不同的參考平面, ,物體的重力勢(shì)能的數(shù)值不同物體的重力勢(shì)能的數(shù)值不同 對(duì)一個(gè)確定的過(guò)程，對(duì)一個(gè)確定的過(guò)程，W WG G和和E EP P與參考面的選擇無(wú)關(guān)與參考面的選擇無(wú)關(guān)2011小小 結(jié)結(jié)一、重力做功的特點(diǎn)：一、重力做功的特點(diǎn)： 與路徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)與路徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)二、重力勢(shì)能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能二、重力勢(shì)能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。量。三、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：三、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系： 重力做的功等于重力勢(shì)能減少重力做的功等于重力勢(shì)能減少WG=mgh1mgh2 重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能增

9、加重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能增加四、重力勢(shì)能是相對(duì)的四、重力勢(shì)能是相對(duì)的 ，正負(fù)表示大小正負(fù)表示大小。 一般不加說(shuō)明是以地面或題目中的最低點(diǎn)所在的平一般不加說(shuō)明是以地面或題目中的最低點(diǎn)所在的平面作為參考平面。面作為參考平面。五、勢(shì)能是系統(tǒng)能。指系統(tǒng)所有。五、勢(shì)能是系統(tǒng)能。指系統(tǒng)所有。 WG=mgh 高度差高度差 Ep=mgh12 課堂練習(xí)課堂練習(xí) P13問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí)1、 4、2 課外練習(xí)課外練習(xí) P13 問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí) 2、31354 重力勢(shì)能重力勢(shì)能 問(wèn)題與練習(xí)參考解答問(wèn)題與練習(xí)參考解答 14 1.證明：設(shè)斜面高度為證明：設(shè)斜面高度為h，對(duì)應(yīng)于傾角為，對(duì)應(yīng)于傾角為1、 2、3的斜面

10、長(zhǎng)分別為的斜面長(zhǎng)分別為l1、l2、l3。 由功的公式可知，在傾角為由功的公式可知，在傾角為1的斜面，重力與位的斜面，重力與位移的夾角為移的夾角為(/21)，重力所做的功為：，重力所做的功為： WG=mgl1cos(/21)=mgl1sin1=mgh。 同理可證，在傾角為同理可證，在傾角為2、3的斜面上，的斜面上，重力所做的重力所做的功都等于功都等于mgh，與斜面傾，與斜面傾角無(wú)關(guān)。角無(wú)關(guān)。15 2.答答： （1）足球由位置）足球由位置1運(yùn)動(dòng)到位置運(yùn)動(dòng)到位置2時(shí)，時(shí)，重力所做的功重力所做的功為為mgh，足球克服重力所做的功為足球克服重力所做的功為mgh，足球的足球的重力勢(shì)能增加重力勢(shì)能增加mgh

11、。 （2）足球由位置）足球由位置2運(yùn)動(dòng)到位置運(yùn)動(dòng)到位置3時(shí)，時(shí)，重力做的功為重力做的功為mgh，足球的重力勢(shì)能減少了足球的重力勢(shì)能減少了mgh。v（3）足球由位置）足球由位置1運(yùn)動(dòng)到位置運(yùn)動(dòng)到位置3時(shí)，時(shí)，重重力做功為力做功為0，重力勢(shì)重力勢(shì)能變化為能變化為0。16h1h2ABv3.答答：（：（1）見(jiàn)下表）見(jiàn)下表 （2）如果下落過(guò)程中有空氣阻力）如果下落過(guò)程中有空氣阻力,表格中表格中的數(shù)據(jù)不變。的數(shù)據(jù)不變。 說(shuō)明：本題的意圖是使學(xué)生認(rèn)識(shí)，重力勢(shì)說(shuō)明：本題的意圖是使學(xué)生認(rèn)識(shí)，重力勢(shì)能跟能跟0勢(shì)面的選取有關(guān)，而重力勢(shì)能的變化勢(shì)面的選取有關(guān)，而重力勢(shì)能的變化跟重力的功相對(duì)應(yīng)，與跟重力的功相對(duì)應(yīng)，與0

12、勢(shì)面的選取無(wú)關(guān)。勢(shì)面的選取無(wú)關(guān)。重力做的功只跟物體位置的變化有關(guān)，與重力做的功只跟物體位置的變化有關(guān)，與是否存在其他力無(wú)關(guān)。是否存在其他力無(wú)關(guān)。所選擇的 參考平面 小球在 A 點(diǎn) 的重力勢(shì)能 小球在 B 點(diǎn) 的重力勢(shì)能 整個(gè)下落過(guò)程中小球重力所做的功 整個(gè)下落過(guò)程中小球重力重力勢(shì)能的變化 桌面 6J 4J 10J 10J 地面 10J 0 10J 10J 1718 4.答：答： A正確。例如：物體在向上的拉力作用下，如果做正確。例如：物體在向上的拉力作用下，如果做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)拉力的功大于重力勢(shì)能的增勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)拉力的功大于重力勢(shì)能的增加量。如果物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)拉力的功

13、加量。如果物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)拉力的功小于重力勢(shì)能的減少量。小于重力勢(shì)能的減少量。 B錯(cuò)誤。物體勻速上升，拉力的大小等于重力，拉錯(cuò)誤。物體勻速上升，拉力的大小等于重力，拉力的功一定等于重力勢(shì)能的增加量。力的功一定等于重力勢(shì)能的增加量。 C錯(cuò)誤。根據(jù)錯(cuò)誤。根據(jù)WG=EP1-EP2可知，重力做可知，重力做-1J的功，重的功，重力勢(shì)能的增加量為力勢(shì)能的增加量為1J。 D錯(cuò)誤。重力做功只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，與錯(cuò)誤。重力做功只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)，路徑無(wú)關(guān)，A、B兩點(diǎn)的位置不變，從兩點(diǎn)的位置不變，從A點(diǎn)到點(diǎn)到B點(diǎn)的點(diǎn)的過(guò)程中，無(wú)論經(jīng)過(guò)什么路徑，重力的功都是相同的。過(guò)程中，無(wú)論經(jīng)過(guò)什么路徑，重力的功都是相同的。19練習(xí)題：起重機(jī)以5m/s2的加速度將質(zhì)量為1t的物體勻減速地沿豎直方向提升高度10m，則起重機(jī)鋼索的拉力對(duì)物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢(shì)能變化了多少？ 20課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練1、選擇不同的水平面作為參考平面，物體在某、選擇不同的水平面作為參考平面，物體在某一位置的重力勢(shì)能和某一過(guò)程中重力勢(shì)能改一位置的重力勢(shì)能和某一過(guò)程中重力勢(shì)能改變量變量( ) A.都具有不同的數(shù)值都具有不同的數(shù)值 B.都具有相同的數(shù)值都具有相同的數(shù)值 C.前者具有相同的數(shù)值，后者具有不同的數(shù)值前者具有相同的數(shù)值，后者具有不同的