【優(yōu)品課件】重力勢(shì)能教案

1、第4節(jié)重力勢(shì)能1、研究重力勢(shì)能的出發(fā)點(diǎn)我們知道，物體由于被舉高而具有重力勢(shì)能。而物體的高度發(fā)生變化時(shí)，必然伴隨著重力做功。因此，重力勢(shì)能與重力做功是密切相關(guān)的，認(rèn)識(shí)重力勢(shì)能不能脫離對(duì)重力做功的研究。研究重力做功，是我們研究重力勢(shì)能的出發(fā)點(diǎn)。2、重力做功與路徑無(wú)關(guān)重力做功有什么特點(diǎn)呢？重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，其方向豎直向下，在地面附近其大小可看作恒量，G=mg。當(dāng)物體下降時(shí)，重力做正功；當(dāng)物體上升時(shí)，重力做負(fù)圖4圖41如圖41所示，質(zhì)量為m的物體經(jīng)三條不同的路徑，從高度是h1的位置運(yùn)動(dòng)到高度是h2的位置。第一次物體豎直向下運(yùn)動(dòng)（圖中路徑1）：重力所做的功WG=mgh=mg（h1h2

2、）=mgh1mgh2第二次物體沿傾斜直線向下運(yùn)動(dòng)（圖中路徑2）：設(shè)傾斜直線與豎直方向成角，物體通過(guò)的距離為s，則重力所做的功WG=mgscos=mgh=mg(h1h2)=mgh1mgh2第三次物體沿任意路徑向下運(yùn)動(dòng)（圖中路徑3）：我們可以把整個(gè)路徑分成許多很短的間隔，每一小段都可看成一段傾斜的直線，則重力所做的功WG=Zmgh=mgh=mg（h1-h2）=mgh1-mgh2i可見(jiàn)，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置（高度）有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。同學(xué)們還可分析一下重物向上運(yùn)動(dòng)的情況，看看這一結(jié)論是否同樣成立。3、如何確定重力勢(shì)能的表達(dá)式？在本章“追尋守恒量”一節(jié)中，我們已

3、經(jīng)知道，物體的勢(shì)能是物體憑借其位置所具有的能量。那么，重力勢(shì)能應(yīng)該與哪些物理量有關(guān)呢？重力勢(shì)能應(yīng)跟物體與地球的相對(duì)位置有關(guān)，還應(yīng)跟物體受到的重力有關(guān)。從上述重力做功特點(diǎn)的分析中可以發(fā)現(xiàn)，物體所受的重力mg與它所處位置的高度h的乘積mgh,是一個(gè)有特殊意義的物理量。它的特殊意義在于，它一方面與重力所做的功密切相關(guān)，另一方面又隨著高度的變化而變化，它恰恰是我們要尋找的重力勢(shì)能的表達(dá)式。因此，物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積，即Ep=mgh。4、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系有了重力勢(shì)能的表達(dá)式，我們就可以把上述重力所做的功的表達(dá)式寫(xiě)成WG=Ep1Ep2可見(jiàn)，當(dāng)物體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做正功，

4、WG0,則Ep1Ep2,即重力勢(shì)能減少，重力勢(shì)能減少的數(shù)量等于重力所做的功；當(dāng)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做負(fù)功（物體克服重力做功），WGEp2Ep產(chǎn)Ep2）D.無(wú)法判斷3將同一物體分兩次舉高，每次舉高的高度相同，則（）ABCD不同的參考平面，兩種情況中。重力最后的重力勢(shì)能肯定不等44A.物體克服重力做功，物體的重力勢(shì)能增加圖圖531B.物體克服重力做功，物體的重力勢(shì)能減少C.重力對(duì)物體做正功，物體的重力勢(shì)能增加D.重力對(duì)物體做負(fù)功，物體的重力勢(shì)能減少.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服重力做功501，則（）A.物體的重力勢(shì)能一定為50JB.物體的重力勢(shì)能一定增加50JC.物體的重力勢(shì)能一定減少50JD.物體的重

5、力勢(shì)能可能不變.井深8m,井上支架高2m,在支架上用一根長(zhǎng)3m的繩子系住一個(gè)重100N的物體，若以地面為參考平面，則物體的重力勢(shì)能有多大？若以井底面為參考平面，則物體的重力勢(shì)能又有多大？.質(zhì)量為5kg的鋼球，從離地15m高處自由下落1s,其重力勢(shì)能變?yōu)槎啻?？（g取10m/s2,取地面為參考平面）.高為a=1.6m,寬為b=1.2m的均勻長(zhǎng)方體置于水平地面上，其質(zhì)量為200kg，則要將其推翻，至少要做多少功？（g取10m/s2）.如圖45所示，若在湖水中固定一細(xì)長(zhǎng)圓管，管內(nèi)有一活塞，它的下底面位于水面上，活塞的底面積S=1cm2,質(zhì)量不計(jì)，大氣壓強(qiáng)po=1x105Pa?，F(xiàn)二二三二二把活塞緩慢地提高h(yuǎn)=5m,則拉力對(duì)活塞做多少功？：二二二二二二土土:圖46.如圖531所示，物塊1、2的質(zhì)量分別為m1、m2,上下兩輕質(zhì)彈簧的勁度系