機(jī)械能守恒7.4重力勢能課件2(人教版必修2)

1、第七章 機(jī)械能守恒定律第四節(jié) 重力勢能人教版必修人教版必修2 20022002年月日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)年月日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個(gè)村莊發(fā)生雪崩，造成至少人失蹤。的一個(gè)村莊發(fā)生雪崩，造成至少人失蹤。 雪雪崩崩 美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)隕石坑是美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)隕石坑是5 5萬年前，一顆萬年前，一顆直徑約為直徑約為30305050米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約5050萬萬千克、速度達(dá)到千克、速度達(dá)到2020千米秒，爆炸力相當(dāng)于千米秒，爆炸力相當(dāng)于20002000萬千克梯恩梯萬千克梯恩梯(TNT)(TN

2、T)，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(gè)直徑約上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約12451245米，平均深度達(dá)米，平均深度達(dá)180180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2020個(gè)足球場，四周的看臺(tái)則能容納個(gè)足球場，四周的看臺(tái)則能容納200200多萬觀眾。多萬觀眾。 隕石坑隕石坑美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那 蓬松的白雪，給人以恬靜、美麗的感覺。然而雪崩爆發(fā)時(shí)，以排山倒海之勢，推毀沿途一切，給人類、自然界帶來災(zāi)難！引入：引入： 這是因?yàn)槲矬w一旦處在一定高度時(shí)，就具有了一定的能量。而當(dāng)它從所處的的

3、高處落下時(shí)，這些能量就會(huì)以做功的方式釋放出來 在初中我們已經(jīng)學(xué)過：在初中我們已經(jīng)學(xué)過：物體由于被舉高而物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能具有的能量叫重力勢能 那么重力勢能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個(gè)問題 請同學(xué)們分別計(jì)算以下三種情況重力所做的功請同學(xué)們分別計(jì)算以下三種情況重力所做的功做功：做功：第一種情況第一種情況重力做的功重力做的功：WGmgh=mgh1mgh2分析：分析：第二種情況第二種情況重力做的功重力做的功：WG mglcos mgh mgh1mgh2分析：分析：第三種情況第三種情況重力做的功重力做的功：WGmgh1mgh2 mg(h1 h2 ) mgh

4、 mgh1mgh2分析：分析：通過分析我們知道重力做功的特點(diǎn)通過分析我們知道重力做功的特點(diǎn) 1、重力做功的特點(diǎn)是與運(yùn)動(dòng)的具體路徑無關(guān)，只、重力做功的特點(diǎn)是與運(yùn)動(dòng)的具體路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)，不論光滑路徑還是粗，不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，只要初末糙路徑，也不論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同 2、“ mgh”是一個(gè)具有特殊意義的物理量。是一個(gè)具有特殊意義的物理量。 這是因?yàn)檫@是因?yàn)閙gh這個(gè)物理量的特殊意義在于它一這個(gè)物理量的特殊意義在于它一 方方面與重力做

5、功密切相關(guān)，另一方面它隨高度的變化而面與重力做功密切相關(guān)，另一方面它隨高度的變化而變化恰與勢能的基本特征一致。變化恰與勢能的基本特征一致。結(jié)論：結(jié)論：我們把物理量我們把物理量mghmgh叫做物體的重力勢能叫做物體的重力勢能 物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積度的乘積Ep=mgh說明：說明：重力勢能是標(biāo)量重力勢能是標(biāo)量 單位：單位：焦耳，焦耳，1 J=1 kgms-2m=1 Nm 重力勢能：重力勢能：重力勢能和重力做功的表達(dá)式非常相似，它們之重力勢能和重力做功的表達(dá)式非常相似，它們之間的關(guān)系是什么呢間的關(guān)系是什么呢 ？ WG=Ep1-Ep2

6、當(dāng)物體受到的重力做正功時(shí)，物體重力勢能減少；當(dāng)物體受到的重力做正功時(shí)，物體重力勢能減少； 當(dāng)物體克服重力做功時(shí)，物體重力勢能增加，所以當(dāng)物體克服重力做功時(shí)，物體重力勢能增加，所以說重力勢能的變化量和重力做功之間的關(guān)系應(yīng)該是互為說重力勢能的變化量和重力做功之間的關(guān)系應(yīng)該是互為相反數(shù)相反數(shù) 關(guān)系：關(guān)系：討論：討論：下圖中物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做什么功？物下圖中物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做什么功？物體的重力勢能發(fā)生怎樣的變化？根據(jù)分析，體的重力勢能發(fā)生怎樣的變化？根據(jù)分析，你能確定重力做功與重力勢能變化有什么關(guān)你能確定重力做功與重力勢能變化有什么關(guān)系嗎？系嗎？重力做正功重力做正功, ,重力勢能減少重力勢能減少W W

7、G G00，E EP1P1EEP2P2重力做負(fù)功重力做負(fù)功, ,重力勢能增加重力勢能增加W WG G00，E EP1P1EEP2P2重力勢能減少的數(shù)量重力勢能減少的數(shù)量等于重力對物體做的功等于重力對物體做的功重力勢能增加的數(shù)量重力勢能增加的數(shù)量等于物體克服重力做的功等于物體克服重力做的功 當(dāng)然不能，因?yàn)榇藭r(shí)這個(gè)能量不能表示物體重力做功的實(shí)際情況當(dāng)摩擦力對物體做功時(shí)，我們能不能定義有一個(gè)摩擦力勢能存在呢?為什么? 不行，摩擦力做功與路徑有關(guān)。通過自主探究、合作交流通過自主探究、合作交流深刻體會(huì)：深刻體會(huì)：重力勢能的相對性重力勢能的相對性重力勢能差值的確定性重力勢能差值的確定性重力勢能正、負(fù)號(hào)的含

8、義重力勢能正、負(fù)號(hào)的含義三、重力勢能的相對性三、重力勢能的相對性站在高樓的窗臺(tái)上，你敢不敢向下跳站在高樓的窗臺(tái)上，你敢不敢向下跳閱讀教材該部分內(nèi)容閱讀教材該部分內(nèi)容把所選高度的把所選高度的起點(diǎn)處起點(diǎn)處的平面叫參考平面的平面叫參考平面. .參考平面的選取是任意的參考平面的選取是任意的 . .選取不同的參選取不同的參 考平面，物體考平面，物體 的重力勢能的的重力勢能的 數(shù)值是不同的數(shù)值是不同的 . .通常選擇通常選擇地面地面作為參考平面作為參考平面. .參考平面參考平面h1參考平面參考平面h2=0參考平面參考平面-h31 1、 將參考平面的重力勢能取作零。將參考平面的重力勢能取作零。2 2、重力勢

9、能是標(biāo)量，其負(fù)號(hào)、重力勢能是標(biāo)量，其負(fù)號(hào)僅表示相對大小：僅表示相對大?。赫担何挥趨⒖计矫嬉陨系奈矬w的勢能，正值：位于參考平面以上的物體的勢能，EpEp0 0負(fù)值：位于參考平面以下的物體的勢能，負(fù)值：位于參考平面以下的物體的勢能，EpEp0 0 ABCh1h2 小球從小球從A A點(diǎn)落點(diǎn)落到到C C點(diǎn)。分別以點(diǎn)。分別以A A，C C水平面為水平面為零勢面，計(jì)算零勢面，計(jì)算此小球的重力此小球的重力勢能并求勢能并求ACAC之之間的勢能差。間的勢能差。1 1、重力勢能是相對的、重力勢能是相對的，所選的所選的零勢能面不同，重力勢能的值是零勢能面不同，重力勢能的值是不同的，不同的，2 2、但兩點(diǎn)間的、但兩

10、點(diǎn)間的勢能差是絕對的，勢能差是絕對的，只取決于兩點(diǎn)間的高度差，與零只取決于兩點(diǎn)間的高度差，與零勢能面的選取無關(guān)。勢能面的選取無關(guān)。四、勢能是系統(tǒng)所共有的四、勢能是系統(tǒng)所共有的 嚴(yán)格說來，重力勢能是地球和物體所組嚴(yán)格說來，重力勢能是地球和物體所組成的這個(gè)物體成的這個(gè)物體“系統(tǒng)系統(tǒng)”所共有的，而不是地所共有的，而不是地球上的物體單獨(dú)具有的。球上的物體單獨(dú)具有的。 平常所說的平常所說的“物體物體”的重力勢能，只是的重力勢能，只是一種簡化的說法。一種簡化的說法。分析：分析：EpEpmghmghGmg m:g :h ：由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的決定于物體決定于物體決定于地球決定于地球反映了物體與地球間的相對位置關(guān)系反映了物體與地球間的相對位置關(guān)系 12.一質(zhì)量為m的物體被人用手由靜止豎直向上以加速度a勻加速提升h.關(guān)于此過程，下列說法中正確的是()A.提升過程中手對物體做功m(ag)hB.提升過程中合外力對物體做功mahC.提升過程中物體的重力勢能增加m(ag)hD.提升過程中物體克服重力做功mgh練習(xí)：練習(xí)：課本第67頁練習(xí)4分析一、重力做功：與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)與物一、重力做功：與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)與物 體的路徑無關(guān)體的路徑無關(guān)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