【課件】重力勢能課件-2021-2022學年高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

1、 20112011年的第一場雪，比年的第一場雪，比以往來的更晚一些以往來的更晚一些 蓬松的白雪，給人以恬蓬松的白雪，給人以恬靜、美麗的感覺。然而雪崩靜、美麗的感覺。然而雪崩爆發(fā)時，以排山倒海之勢，爆發(fā)時，以排山倒海之勢，推毀沿途一切，給人類、自推毀沿途一切，給人類、自然界帶來不盡的災難然界帶來不盡的災難絕美面具下的死神絕美面具下的死神！一個大缸一個大缸 放在你腳邊，有何感覺？放在你腳邊，有何感覺？ 如果把它高高的懸掛在你的頭頂上呢？如果把它高高的懸掛在你的頭頂上呢？淡定中！淡定中！Help! 人類認識重力勢能是從恐懼到挑戰(zhàn)人類認識重力勢能是從恐懼到挑戰(zhàn)直到合理改造的過程直到合理改造的過程WF

2、l cos1、功的定義式、功的定義式FlFF功具有累積性功具有累積性2、思考：思考： 重力勢能可能與什么重力勢能可能與什么 因素有關呢？因素有關呢？ 重力勢能與質量、高度有關重力勢能與質量、高度有關思考：思考：重力勢能與質量、高度的定量關系重力勢能與質量、高度的定量關系是什么？重力勢能是否與重力做功有關呢？是什么？重力勢能是否與重力做功有關呢？類型類型3類型類型2類型類型1BBh1h2h3hh1h2Amg類型類型1:1:類型類型2:2:類型類型3:3:A1A2A3WGmghmgh1mgh2WGmgl cosmghmgh1mgh2WGmgh1mgh2mgh3 mghmgh1mgh2lBmgAAm

3、g思考：重力做功的特點是什么？思考：重力做功的特點是什么？物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關，只跟它受的重力有關，而跟終點的位置有關，只跟它受的重力有關，而跟物體運動的路徑無關。物體運動的路徑無關。WGmgh1mgh2思考：初態(tài)和末態(tài)的表達式均為思考：初態(tài)和末態(tài)的表達式均為“mgh”，這個，這個“mgh”代表什么？代表什么？一、重力做功的特點：一、重力做功的特點：物體的重力勢能等于它所受的重力與所處物體的重力勢能等于它所受的重力與所處高度的乘積高度的乘積EPmgh標量、狀態(tài)量標量、狀態(tài)量二、重力勢能二、重力勢能物體由于被舉高而具有的能

4、物體由于被舉高而具有的能1、定義：、定義：2、單位：、單位：焦耳（焦耳（J）3、標矢性：、標矢性：hm思考：思考：1、重力做功與重力勢能變化的關系怎樣、重力做功與重力勢能變化的關系怎樣?2、重力勢能的、重力勢能的增、減增、減與與重力做功重力做功正、負正、負的關系？舉例說明的關系？舉例說明問題與思考？問題與思考？1、當物體由高處向低處運動時：、當物體由高處向低處運動時：重力做正功，即重力做正功，即WG，EP1EP2重力勢能減小重力勢能減小2、當物體由低處向高處運動時：、當物體由低處向高處運動時：重力做負功，即重力做負功，即WG，EP1EP2重力勢能增大重力勢能增大WGmgh1mgh2初態(tài)的重力勢

5、能初態(tài)的重力勢能末態(tài)的重力勢能末態(tài)的重力勢能重力做重力做的功的功三、重力做功與重力三、重力做功與重力勢能變化之間的關系勢能變化之間的關系BAmghh1h2WGEP1EP2EP重力做功對應著重力做功對應著重力勢能的變化重力勢能的變化一個跳水運動員質量一個跳水運動員質量m，身，身高高L,站在高為站在高為H的跳臺上，的跳臺上，關于估算此時運動員的重力關于估算此時運動員的重力勢能的結果可能正確的是？勢能的結果可能正確的是？A、0 B、2mgL)(2LHmg CD2mgLABCD很詭異！ 1.1.為什么說重力勢能具有相對性？為什么說重力勢能具有相對性？ 2.2.何為參考平面？參考平面的選取是唯一的嗎？何

6、為參考平面？參考平面的選取是唯一的嗎？ 3.3.選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的值選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的值 是否相同？是否會影響有關重力勢能問題的是否相同？是否會影響有關重力勢能問題的 研究？研究？ 4.4.如果物體在參考平面的上方，重力勢能取什如果物體在參考平面的上方，重力勢能取什 么值？么值？ 表示什么含義？表示什么含義？ 5.5.如果物體在參考平面的下方，重力勢能取什如果物體在參考平面的下方，重力勢能取什 么值？表示什么含義？么值？表示什么含義？ 6.6.為什么說為什么說“勢能是系統(tǒng)所共有的勢能是系統(tǒng)所共有的”？1.1.為什么說重力勢能具有相對性？為什么說重力勢能具有相

7、對性？2.2.何為參考平面？參考平面的選取是唯一的嗎？何為參考平面？參考平面的選取是唯一的嗎？3.3.如果物體在參考平面的上方，重力勢能取什如果物體在參考平面的上方，重力勢能取什 么值？么值？ 表示什么含義？表示什么含義？4.4.如果物體在參考平面的下方，重力勢能取什如果物體在參考平面的下方，重力勢能取什 么值？表示什么含義？么值？表示什么含義？5.5.選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的值選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的值 是否相同？是否會影響有關重力勢能問題的是否相同？是否會影響有關重力勢能問題的 研究？研究？6 6、為什么說、為什么說“勢能是系統(tǒng)所共有的勢能是系統(tǒng)所共有的”？ hhh

8、AhhhAhhhABBBEPB=-=-3mghEPA= =2mghEPB=-=-2mghEPA= =0EPA=-=-mghEPB= =0 重力勢能具有重力勢能具有相對性相對性，處在參考面的物體的重，處在參考面的物體的重力勢能為力勢能為0 0 ，參考面，參考面上方上方的物體的重力勢能是的物體的重力勢能是正正數(shù)，參考面數(shù)，參考面下方下方的物體的重力勢能是的物體的重力勢能是負負數(shù)，為了數(shù)，為了比較勢能的大小，應選比較勢能的大小，應選同一個同一個參考面參考面 。重力勢能的增量重力勢能的增量Ep EPBEPA - -2mgh1 1、相對性相對性:參考平面選取不同，高度參考平面選取不同，高度不同，高度是相

9、對的，所以，重力勢不同，高度是相對的，所以，重力勢能具有相對性。能具有相對性。 勢能有勢能有正、負，正、負，表示表示大、小大、小。 參考面參考面的選取是任意的，的選取是任意的，可視研可視研究問題的方便而定，究問題的方便而定，通常選地面為參通常選地面為參考面考面。四、重力勢能的相對性和系統(tǒng)性四、重力勢能的相對性和系統(tǒng)性3、系統(tǒng)性：系統(tǒng)性：重力勢能根重力有關，而重重力勢能根重力有關，而重力是地球施加給物體的，沒有地球，也力是地球施加給物體的，沒有地球，也就談不上重力勢能?？梢?，重力勢能是就談不上重力勢能?？梢姡亓菽苁恰暗厍蚝臀矬w地球和物體”這個系統(tǒng)共有的。這個系統(tǒng)共有的。2、選不同的參考面物體

10、的重力勢、選不同的參考面物體的重力勢能各不相同能各不相同,但對重力勢能的變化但對重力勢能的變化沒有影響。沒有影響。小樹大樹那個更小樹大樹那個更高高一、重力做功：與起點和終點的位置有關與物一、重力做功：與起點和終點的位置有關與物 體的路徑無關體的路徑無關二、重力勢能：物體的重力勢能等于它所受的二、重力勢能：物體的重力勢能等于它所受的 重力和所處高度的乘積重力和所處高度的乘積三、重力勢能的相對性三、重力勢能的相對性 重力勢能與參考平面的選取有關但重力勢重力勢能與參考平面的選取有關但重力勢 能的變化量與參考平面的選取無關能的變化量與參考平面的選取無關 四、重力勢能的系統(tǒng)性四、重力勢能的系統(tǒng)性 勢能是

11、物體和地球所共有的勢能是物體和地球所共有的 例例1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重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功做功 B.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零 C.在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等相等 D.相對不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重相對不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但并不影響研究有關重力勢能的問題力勢能，但并不影響研究有關重力勢能的問題 答案：答案：CD.想挑戰(zhàn)嗎？想挑戰(zhàn)嗎？例例2

12、桌面高為桌面高為h，質量為，質量為m的小球從離桌面高的小球從離桌面高H處處自由落下，自由落下， (1)、假設桌面處的重力勢能為、假設桌面處的重力勢能為0，則，則小球落到地面前瞬間的重力勢能為小球落到地面前瞬間的重力勢能為_，下落，下落過程重力勢能的改變?yōu)檫^程重力勢能的改變?yōu)開.（2）、假設地面處的重力勢能為）、假設地面處的重力勢能為0，則小球落到地，則小球落到地面前瞬間的重力勢能為面前瞬間的重力勢能為_，下落過程重力勢，下落過程重力勢能的改變?yōu)槟艿母淖優(yōu)開.-mg(h+H)（2）、）、0-mg(h+H)說明說明:選不同的參考面物體選不同的參考面物體的重力勢能數(shù)值不同，但的重力勢能數(shù)值不同，但是

13、重力勢能的變化與參考是重力勢能的變化與參考面選取無關面選取無關-mgh 例例3一滑雪運動員從一滑雪運動員從A點沿光滑斜面點沿光滑斜面AB與粗與粗糙曲面糙曲面AC分別滑到同一水平面上的分別滑到同一水平面上的B點與點與C點，點，則下列說法中正確的是則下列說法中正確的是 A.沿沿AB面重力做功多面重力做功多 B.沿兩個面重力做的功相同沿兩個面重力做的功相同 C.沿沿AB面重力勢能減少多面重力勢能減少多 D.沿兩個面減少的重力勢能相同沿兩個面減少的重力勢能相同答案：答案：BD.ABC注意：重力做功與路徑注意：重力做功與路徑無關，重力做功大小與無關，重力做功大小與是否受其它力無關。是否受其它力無關。 例例4、如圖所示，長為如圖所示，長為2L的輕桿的中點有一轉軸的輕桿的中點有一轉軸O，兩端分別固定質量為兩端分別固定質量為2m、m的小球的小球a和和b，當桿從，當桿從水平位置轉到豎直位置時，小球