必修二,7.4重力勢能【2013.5】

1、第七章機械能守恒定律 什么是重力勢能？物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。物體質(zhì)量越大，位置越高，重力勢能越大。物體質(zhì)量越大，位置越高，重力勢能越大。高度變化高度變化重力勢能變化重力勢能變化重力做功重力做功1 1、物體、物體豎直豎直下落下落 從從 A A 到到 B BAhBh1h2 一、重力做功一、重力做功WG=mgh =mgh1mgh2 2 2、物體、物體沿斜線沿斜線運動運動 從從 A A 到到 C CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh23、物體、物體沿曲線沿曲線運動運動 從從 A A 到到 C Ch1h2h

2、3ACh2h1hW1=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 =mgh1mgh2Ah 1L L重力做功與物體的質(zhì)量有關，重力做功與物體的質(zhì)量有關，與物體的初末位置有關。與物體的初末位置有關。以上三種情況都得出這樣一個結(jié)論：以上三種情況都得出這樣一個結(jié)論：W WG G = = mghmgh1 1mghmgh2 2 = mg= mgh h 與路徑無關與路徑無關mgh重力做的功與重力做的功與“mghmgh”這個量的這個量的變化有關變化有關. .重力勢能與重力勢能與“mgh”的比較的比

3、較是否與重是否與重力做功有力做功有關關是是是是是否隨著是否隨著質(zhì)量增大質(zhì)量增大而增大而增大是否隨著是否隨著高度增大高度增大而增大而增大是是是是是是是是重力勢能重力勢能“mgh” 二、重力勢能二、重力勢能Ep1.1.定義：物體的重力勢能等于它所受重力與所定義：物體的重力勢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：焦耳單位：焦耳(J)(J)。 3.3.重力勢能是重力勢能是標量標量，狀態(tài)量。，狀態(tài)量。 Ep=mgh注意：式中的注意：式中的h是指物體所是指物體所在的高度在的高度2m1mAB參考平面不同參考平面不同三、重力勢能的相對性三、重力勢能的相對性高度是相對的，所以重力勢能也是

4、相對的高度是相對的，所以重力勢能也是相對的 + +、表示大小表示大小 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。計算重力勢能之前需要先選定參考平面計算重力勢能之前需要先選定參考平面 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；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)地面地面桌面桌面下落過程下落過程小球重力小球重力勢能變化

5、勢能變化EP2-EP1下落過程下落過程小球重力小球重力做功做功小球在小球在B點重點重力勢能力勢能EP2小球在小球在A點重點重力勢能力勢能EP1參考參考平面平面 6J10J-4J0h1h2AB 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10J10J-10J-10J 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 參考平面的選取是任意的參考平面的選取是任意的 . .巧合？必然？巧合？必然？四、重力做功與重力勢能變化關系四、重力做功與重力勢能變化關系重力勢能的變化重力勢能的變化 E EP P= mg

6、h= mgh2 2 mghmgh1 1所以所以 W WG G = = E EP P重力做功重力做功 W WG G = mgh = mgh1 1mghmgh2 2 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勢能等于重力所做的功減少的重力勢能等于重力所做的功 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勢能等于物體克服重力所做的功增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功并非巧合并非巧合例：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

7、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 參考平面的選取是任意的參考平面的選取是任意的 . .五、重力勢能的系統(tǒng)性 重力勢能屬于重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)物

8、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。重力勢能是我重力勢能是我自己的！自己的！課堂練習 如圖所示，一個如圖所示，一個0.1kg的小球由的小球由A點開始下落，點開始下落，與發(fā)生地面碰撞并反彈到與發(fā)生地面碰撞并反彈到B點的位置后被接住，點的位置后被接住，A點高點高2m，B點高點高1m。求：求：1）整個運動過程中，重力對小球做了多少功？）整個運動過程中，重力對小球做了多少功？ 2）小球重力勢能如何變化，變化了多少？）小球重力勢能如何變化，變化了多少？H=2mABh=1m解：解：1) 重力做功重力做功 WG=mg(H-h) =0.1X10X(2-1)J=1J2）重力勢能變化量）重力勢能變化量 EP= EP2-EP1 =mgh-mgH =0.1X10X1J-0.1X10X2J =-1J小結(jié)小結(jié)一、重力做功的特點：一、重力做功的特點： 與路徑無關，只與物體的初末位置有關與路徑無關，只與物體的初末位置有關二、重力勢能：二、重力勢能：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