教案重力勢能

1、學習目標學習目標1.理解重力勢能的概念，掌握重力勢能的計理解重力勢能的概念，掌握重力勢能的計算方法，知道重力勢能的相對性算方法，知道重力勢能的相對性2知道重力做功和重力勢能的改變的關系知道重力做功和重力勢能的改變的關系3理解重力做功與路徑無關的特點理解重力做功與路徑無關的特點重點、難點重點、難點重力勢能的計算，重力做功與重力勢能變化重力勢能的計算，重力做功與重力勢能變化的關系的關系4、重力勢能 2002年月日上午，俄羅斯高加索年月日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少人失蹤。人失蹤。 雪雪崩崩2 美國內(nèi)華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石

2、坑是美國內(nèi)華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆萬年前，一顆直徑約為直徑約為3050米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結果。這顆流星重約米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬萬千克、速度達到千克、速度達到20千米秒，爆炸力相當于千米秒，爆炸力相當于2000萬千克梯恩梯萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約上產(chǎn)生了一個直徑約1245米，平均深度達米，平均深度達180米的大坑。據(jù)說，坑米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納個足球場，四周的看臺則能容納2

3、00多萬觀眾。多萬觀眾。 隕石坑隕石坑美國內(nèi)華達州亞利桑那美國內(nèi)華達州亞利桑那3水電站 和平號空間站殘片和平號空間站殘片打樁機打樁機 物體處在一定高度時，就具有了一物體處在一定高度時，就具有了一定的能量。當它從所處的的高處落下時，定的能量。當它從所處的的高處落下時，伴隨著伴隨著重力做功重力做功這些能量就會這些能量就會通過通過做功做功的方式釋放出來的方式釋放出來 在初中我們已經(jīng)學過：物體由于被在初中我們已經(jīng)學過：物體由于被舉高而具有的能量叫舉高而具有的能量叫重力勢能重力勢能 重力勢能的大小與什么有關，又如重力勢能的大小與什么有關，又如何定量表示呢何定量表示呢? ?本節(jié)課我們就來學習這本節(jié)課我們就

4、來學習這個問題個問題 請同學們分別計算以下三種情況重力所做的功請同學們分別計算以下三種情況重力所做的功物體物體豎直豎直下落下落 從從 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2 第一種情況：物體沿斜線運動物體沿斜線運動 從從 A A 到到 B BAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2第二種情況：物體物體沿曲線沿曲線運動運動 從從 A A 到到 C CW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+ W=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3 +=mg h =mgh1mgh2第三種情況：重力

5、做功的規(guī)律 重力做功重力做功只跟它的起點和終點的位置（高度差）只跟它的起點和終點的位置（高度差）有關有關，與物體運動的路徑無關。，與物體運動的路徑無關。重力做功的公式：重力做功的公式： WG = mgh向上運動為負功，向下運動為正功向上運動為負功，向下運動為正功例題例題 沿著高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向沿著高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向上將同一物體拉到頂端，以下說法中正確的是（上將同一物體拉到頂端，以下說法中正確的是（ ）A A沿坡度小，長度大的斜面上升克服重力做功多沿坡度小，長度大的斜面上升克服重力做功多B B沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多沿坡度大，粗

6、糙程度大的斜面上升克服重力做功多CC沿坡度小，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多沿坡度小，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多D D上述幾種情況克服重力做功一樣多上述幾種情況克服重力做功一樣多D如圖所示，設想你要從某座高樓的第如圖所示，設想你要從某座高樓的第10層下到第層下到第3層，層，你可以乘電梯下，也可以沿樓梯走下兩種方式下樓，你可以乘電梯下，也可以沿樓梯走下兩種方式下樓，重力對你做的功是否相等？重力對你做的功是否相等？練習練習答案：相等答案：相等 如果物體相對于參考平面的高度為如果物體相對于參考平面的高度為h, h,則把則把物理量物理量mghmgh叫做物體的重力勢能叫做物體的重力勢能 物體

7、的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積注意：高度的正、負Ep=mgh說明：重力勢能是標量說明：重力勢能是標量 單位：焦耳，單位：焦耳，1J=1kgms-2m=1Nm計算重力勢能之前需要先選定計算重力勢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值負值，重力，重力勢能也是勢能也是負值負值。 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，重力勢能也是勢能也是正值正值；勢能是勢能是狀態(tài)量狀態(tài)量、標量標量+ +、表示表示大小大小17高

8、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四、四、重力勢能的正負表示大小重力勢能的正負表示大小重力勢能重力勢能：3J 5J重力勢能重力勢能：0J 5J重力勢能重力勢能：3J 5J例例1 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

9、 6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB 選取不同的參考平面選取不同的參考平面, ,物體的重力勢能的數(shù)值不同物體的重力勢能的數(shù)值不同 對一個確定的過程，對一個確定的過程，W WG G和和E EP P與參考面的選擇無關與參考面的選擇無關20WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep214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 如果重力做如果重力做正功正功，重力勢能，重力勢能減少減少，減少的重力，減少的重力勢能勢能等于等于重力對物體做的重力對物體做的功功 如果重力做如果重力做負功負功，重力勢能，重力勢能增加增加，增加的重力，增加的重力勢能勢能等

10、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：重力勢能為零的物體是不是就沒有重力勢能重力勢能為零的物體是不是就沒有重力勢能？足球由位置1運動到位置2時，重力所做的功是多少？ 足球的重力勢能增加了多少？足球由 位置2運動到位置3重力所做的功是多少？重力勢能減少了多少？足球由位置足球由位置1運動到位置運動到位置3，重力所做的功是多少？足，重力所做的功是多少？足球的重力勢能變化了多少？球的重力勢能變化了多少？做一做：質(zhì)量為：質(zhì)量為M的足球在地面的足球在地面1的位置被踢出后落到的位置被踢出后落到地面地面3的位置，在空中達到的最高點的位置，在空中達到的最高點2的高度為的高度為

11、h 。h123123 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) . 平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種習慣簡化的說法。重力勢能是重力勢能是我自己的！我自己的！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能和某一過程中重力勢能改一位置的重力勢能和某一過程中重力勢能改變量變量( ) 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，后者具有不同的數(shù)值 D.前者具有不同的數(shù)值，后者具有相同的數(shù)值前者具有不同的數(shù)值，后者具有相同的數(shù)值

12、D D2、起重機以、起重機以5m/s2的加速度將質(zhì)量的加速度將質(zhì)量為為1t的物體勻減速地沿豎直方向提的物體勻減速地沿豎直方向提升高度升高度10m，則起重機鋼索的拉力，則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重對物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？化了多少？ 3、關于重力做功和物體的重力勢能，下列說法正、關于重力做功和物體的重力勢能，下列說法正確的是：確的是： A、當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少；定減少； B、物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定物體克服重力做功時，物體的重力

13、勢能一定增加；增加； C、地球上的物體的重力勢能都只有一個唯一確地球上的物體的重力勢能都只有一個唯一確定的值；定的值； D、重力做功的多少與參考平面的選取無關。重力做功的多少與參考平面的選取無關。 ABD4、物體在運動過程中，克服重力做功為、物體在運動過程中，克服重力做功為50J，則：則： A、重力做功為重力做功為50J； B、物體的重力勢能一定增加了物體的重力勢能一定增加了50J； C、物體的動能一定減少物體的動能一定減少50J； D、重力做了重力做了50J的負功。的負功。BD5、關于重力勢能的幾種理解，正確的是、關于重力勢能的幾種理解，正確的是A、重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體、

14、重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體 做功做功B、相對于不同的參考平面，物體具有不同數(shù)、相對于不同的參考平面，物體具有不同數(shù) 值的重力勢能，但這并不影響研究有關重值的重力勢能，但這并不影響研究有關重 力勢能的問題力勢能的問題C、在同一高度將物體不論向何方向拋出，只、在同一高度將物體不論向何方向拋出，只 要拋出時的初速度大小相同，則落地時減要拋出時的初速度大小相同，則落地時減 少的重力勢能必相等少的重力勢能必相等D、放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零、放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零 BC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。二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有