人教版新教材《重力勢能》完美課件1

2重力勢能2重力勢能1學(xué)習(xí)目標(biāo)思維導(dǎo)圖1.認(rèn)識重力做功與物體運動路徑無關(guān)的特點。2.理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義式進(jìn)行有關(guān)計算。3.知道重力勢能具有相對性,理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。4.理解彈性勢能的概念,會分析決定彈簧的彈性勢能大小的相關(guān)因素。學(xué)習(xí)目標(biāo)思維導(dǎo)圖1.認(rèn)識重力做功與物體運動路徑無關(guān)的特點。2必備知識自我檢測一、重力的功1.特點:物體下降時重力做正功;物體上升時重力做負(fù)功。只跟物體運動的起點和終點的位置有關(guān),而跟物體運動的路徑無關(guān)。2.表達(dá)式:WG=mgh1-mgh2,其中h1、h2分別表示物體起點和終點的高度。二、重力勢能1.定義:物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。2.大小:物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積,表達(dá)式為Ep=mgh。3.單位:焦耳。4.重力做功和重力勢能變化的關(guān)系:重力做正功,重力勢能減小,重力做負(fù)功,重力勢能增加。關(guān)系式:WG=Ep1-Ep2。必備知識自我檢測一、重力的功3必備知識自我檢測三、重力勢能的性質(zhì)1.相對性:重力勢能總是相對選定的參考平面而言的(該平面常稱為零勢能面)。選擇不同的參考平面,物體重力勢能的數(shù)值是不同的。2.標(biāo)矢性:重力勢能為標(biāo)量,其正負(fù)表示重力勢能的大小。物體在參考平面上方時,物體的高度為正值,重力勢能為正值;在參考平面下方時,物體的高度為負(fù)值,重力勢能為負(fù)值。四、彈性勢能1.定義:發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于有彈力的相互作用而具有的勢能。2.決定彈簧的彈性勢能大小的因素:(1)同一個彈簧,拉伸或壓縮的長度越長,彈性勢能越大。(2)不同的彈簧,在拉伸或壓縮的長度相同時,勁度系數(shù)越大,彈性勢能越大。必備知識自我檢測三、重力勢能的性質(zhì)4必備知識自我檢測1.正誤辨析(1)只要物體的高度發(fā)生變化,其重力一定做功。(

)答案:√(2)同一物體在不同高度的重力勢能為Ep1=2J,Ep2=-3J,則Ep1>Ep2。(

)答案:√(3)重力做功多少取決于物體的重力和它通過的位移。(

)解析:重力做功多少取決于物體的重力大小和它在初、末位置的高度差。答案:×必備知識自我檢測1.正誤辨析5必備知識自我檢測(4)彈簧的長度越長,彈性勢能一定越大。(

)解析:如果彈簧處于壓縮狀態(tài),彈簧越長,彈性勢能越小。答案:×(5)同一彈簧長度不同時,彈性勢能一定不同。(

)解析:如果壓縮和拉伸相同長度,彈性勢能相同。答案:×必備知識自我檢測(4)彈簧的長度越長,彈性勢能一定越大。(6必備知識自我檢測2.下列關(guān)于重力勢能的說法中正確的是(

)A.質(zhì)量大的物體其重力勢能大B.位置高的物體其重力勢能大C.水平地面上的物體重力勢能都為零D.水平地面上方物體的重力勢能有可能比水平地面下方物體的重力勢能小解析:物體的重力勢能Ep=mgh取決于重力和物體所處的高度,質(zhì)量大的物體所處的高度可能較小,位置高的物體的重力可能較小,因此它們的重力勢能可能較小,選項A、B錯誤,D正確;參考平面不選水平地面時,重力勢能Ep≠0,選項C錯誤。答案:D必備知識自我檢測2.下列關(guān)于重力勢能的說法中正確的是()7必備知識自我檢測3.質(zhì)量為20kg的鐵板、厚度不計,平放在二樓的地面上。二樓地面與樓外地面的高度差約為3m,g取10m/s2。這塊鐵板相對二樓地面和樓外地面的重力勢能分別為(

)A.600J、0 B.0、600JC.1200J、0 D.0、1200J解析:鐵板相對于二樓地面的高度是0,故鐵板相對于二樓地面的重力勢能為0;鐵板相對于樓外地面的高度為3

m,則鐵板相對于樓外地面的重力勢能Ep=mgh=200×3

J=600

J,選項B正確。答案:B必備知識自我檢測3.質(zhì)量為20kg的鐵板、厚度不計,平放在8探究一探究二探究三探究四重力做的功情境導(dǎo)引如圖所示,一個質(zhì)量為m的物體,從高度為h1的位置A分別按下列三種方式運動到高度為h2的位置B,在這個過程中思考并討論以下問題:(1)根據(jù)功的公式求出甲、乙兩種情況下重力做的功。(2)求出丙中重力做的功。(3)重力做功有什么特點?隨堂檢測探究一探究二探究三探究四重力做的功(1)根據(jù)功的公式求出甲、9探究一探究二探究三探究四要點提示:(1)甲中WG=mgh=mgh1-mgh2,乙中WG'=mglcos

θ=mgh=mgh1-mgh2。(2)把整個路徑AB分成許多很短的間隔AA1、A1A2、……,由于每一段都很小,每一小段都可以近似地看作一段傾斜的直線,設(shè)每段小斜線的高度差分別為Δh1、Δh2、……,則物體通過每小段斜線時重力做的功分別為mgΔh1、mgΔh2……物體通過整個路徑時重力做的功WG=mgΔh1+mgΔh2+…=mg(Δh1+Δh2+…)=mgh=mgh1-mgh2。(3)物體運動時,重力對物體做的功只跟物體的起點和終點的位置有關(guān),而跟物體運動的路徑無關(guān)。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四要點提示:(1)甲中WG=mgh=m10探究一探究二探究三探究四知識歸納1.重力做的功WG=mg(h1-h2),其中h1、h2分別是初、末位置的高度。物體由高處運動到低處時,重力做正功。物體由低處運動到高處時,重力做負(fù)功。2.重力做功的特點物體運動時,重力對物體所做的功只與物體初、末位置的高度差有關(guān),與物體運動的路徑無關(guān)。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四知識歸納隨堂檢測11探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)例1如圖所示,一物體從A點出發(fā),分別沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上拋出,運動后到達(dá)同一水平面上的B、C、D三點。關(guān)于重力的做功情況,下列說法正確的是(

)A.沿AB面滑下時,重力做功最多B.沿AC面滑下時,重力做功最多C.沿AD拋物線運動時,重力做功最多D.三種情況下運動時,重力做的功相等解析:由于重力做功與路徑無關(guān),只與初、末位置的高度差有關(guān),選項D正確。答案:D規(guī)律方法計算重力做功時,找出初、末位置的高度差h,直接利用公式WG=mgh即可,無需考慮中間的復(fù)雜運動過程。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)隨堂檢測12探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練1某游客領(lǐng)著孩子游泰山時,孩子不小心將手中的皮球滑落,球從A點經(jīng)C點滾到了山腳下的B點,高度標(biāo)記如圖所示,則下列說法正確的是(

)A.從A到B的曲線軌跡長度不知道,無法求出此過程中重力做的功B.從A到B過程中阻力大小不知道,無法求出此過程中重力做的功C.從A到B重力做功mg(H+h)D.從A到C重力做功mg(H-h)解析:重力做功與物體的運動路徑無關(guān),只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān),從A到B的高度是H,故從A到B重力做功mgH,從A到C的高度差是(H-h),故從A到C重力做功mg(H-h),選項D正確。答案:D隨堂檢測探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練1某游客領(lǐng)著孩子游泰山時,孩13探究一探究二探究三探究四重力勢能與重力勢能的變化情境導(dǎo)引如圖所示,起重機(jī)把質(zhì)量為m的樓板從地面上吊到高度為h的樓頂上。分別以地面、樓頂為參考平面,則樓板在樓頂?shù)闹亓菽艿扔诙嗌?樓板從地面吊到樓頂?shù)倪^程中,重力勢能的變化是多少?從結(jié)果可以看出重力勢能、重力勢能的變化與參考平面有關(guān)嗎?要點提示:樓板的重力勢能分別為mgh、0,與參考平面有關(guān);重力勢能的變化均為mgh,樓板重力勢能的變化是絕對的,與參考平面的選取無關(guān)。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四重力勢能與重力勢能的變化要點提示:樓14探究一探究二探究三探究四知識歸納重力勢能與重力勢能變化的關(guān)系項目重力勢能重力勢能的變化(量)大小Ep=mgh(h為相對于參考平面的高度)ΔEp=mgh2-mgh1(mgh1、mgh2分別為初、末位置的重力勢能)影響因素重力mg和某一位置的高度h重力mg和物體的末、初位置的高度差Δh=h2-h1隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四知識歸納項目重力勢能重力勢能的變化(15探究一探究二探究三探究四項目重力勢能重力勢能的變化(量)特點1.相對性:與參考平面的選取有關(guān),同一位置的物體,選擇不同的參考平面,會有不同的重力勢能值1.絕對性:與參考平面的選取無關(guān),初、末位置相同的過程,選擇不同的參考平面,重力勢能的變化相同2.狀態(tài)量:與某一位置對應(yīng)2.過程量:與位置的變化過程對應(yīng)3.標(biāo)量性:有正負(fù),表示大小3.標(biāo)量性:有正負(fù),表示增大或減小4.系統(tǒng)性:屬于地球和物體共有聯(lián)系ΔEp=mgh2-mgh1隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四項目重力勢能重力勢能的變化(量)特點16探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)例2質(zhì)量為m的均勻鏈條長為l,開始放在光滑的水平桌面上時,有

的長度懸在桌邊緣,如圖所示,松手后,鏈條滑離桌面,問從開始到鏈條剛滑離桌面過程中重力勢能變化了多少?(桌面離地面高度大于l)隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)隨堂檢測第八章2重力勢能17探究一探究二探究三探究四隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四隨堂檢測第八章2重力勢能—20218探究一探究二探究三探究四規(guī)律方法

鏈條(繩索)模型1.建模背景:柔軟鏈條(繩索)在運動過程中形體會發(fā)生變化,重心也就會發(fā)生變化,從而給計算帶來障礙,因此如何確定重心位置是解決含有鏈條(繩索)問題的關(guān)鍵。2.模型特點:(1)粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的長直鏈條(繩索),其重心在長度的一半處。(2)柔軟鏈條(繩索)不以直線狀(如折線狀)放置時,應(yīng)分段求重力勢能再求和。(3)選取合理的勢能零點,可以使計算更方便。隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四規(guī)律方法鏈條(繩索)模型隨堂檢測第19探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練2一棵樹上有一個質(zhì)量為0.3kg的熟透了的蘋果P,該蘋果從樹上A先落到地面C最后滾入溝底D。已知AC、CD的高度差分別為2.2m和3m,以地面C為零勢能面,g取10m/s2,A、B、C、D、E面之間豎直距離如圖所示。算出該蘋果從A到D的過程中重力勢能的減少量和在D處的重力勢能分別是(

)A.15.6J和9J B.9J和-9JC.15.6J和-9J D.15.6J和-15.6J解析:以地面C為零勢能面,則D處的重力勢能Ep=mgh=0.3×10×(-3)J=-9

J,從A到D的過程中重力勢能的減少量ΔEp=mgΔh=0.3×10×(2.2+3)J=15.6

J,選項C正確。答案:C隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練2一棵樹上有一個質(zhì)量為0.320探究一探究二探究三探究四重力做功與重力勢能的變化情境導(dǎo)引如圖所示,幼兒園小朋友們正在興高采烈地玩滑梯。若某位小朋友的質(zhì)量為20kg,滑梯高2.5m(g取10m/s2)。(1)小朋友從梯子爬上滑梯頂?shù)倪^程中,重力勢能變化了多少?重力做了多少功?(2)小朋友從滑梯滑下的過程中,重力勢能變化了多少?重力做了多少功?(3)重力做功與重力勢能的變化存在什么關(guān)系?隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四重力做功與重力勢能的變化隨堂檢測第八21探究一探究二探究三探究四要點提示:(1)取地面為零勢能面。小朋友從梯子爬上滑梯頂?shù)倪^程中,初勢能Ep1=0,末勢能Ep2=mgh=500

J,重力勢能變化量ΔEp=Ep2-Ep1=500

J。重力做功WG=-mgh=-500

J。(2)取地面為零勢能面。小朋友從滑梯滑下的過程中,初勢能Ep1=500

J,末勢能Ep2=0,勢能變化量ΔEp=Ep2-Ep1=-500

J。重力做功WG=mgh=500

J。(3)重力勢能的變化量等于重力做功的負(fù)值。隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四要點提示:(1)取地面為零勢能面。小22探究一探究二探究三探究四知識歸納1.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系項目重力做功重力勢能的變化大小WG=mgh1-mgh2ΔEp=mgh2-mgh1(mgh1、mgh2分別為初、末位置的重力勢能)特點絕對性:與參考平面的選取無關(guān)過程量:與物體位置的變化過程對應(yīng)標(biāo)量性:有正負(fù),表示正功、負(fù)功標(biāo)量性:有正負(fù),表示增加或減少聯(lián)系重力做功的過程就是重力勢能變化的過程,重力做正功,重力勢能減少,重力做負(fù)功(或物體克服重力做功),重力勢能增加,重力做了多少功,重力勢能就變化了多少,即WG=-ΔEp隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四知識歸納項目重力做功重力勢能的變化大23探究一探究二探究三探究四2.重力做功與重力勢能變化關(guān)系的理解、應(yīng)用(1)無論物體是否受其他力的作用,無論物體做何種運動,關(guān)系式WG=-ΔEp總是成立的。(2)利用關(guān)系式WG=-ΔEp可由重力做功的正負(fù)及大小判斷重力勢能的增減及大小,反之也可以由重力勢能的增減及大小判斷重力做功的正負(fù)及大小。隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四2.重力做功與重力勢能變化關(guān)系的理解24探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)例3(多選)用拉力F將一個重為5N的小球勻速提升3m,如圖所示,在這個過程中,下列說法正確的是(

)A.小球的重力做了15J的功B.拉力F對小球做了15J的功C.小球的重力勢能增加了15JD.合力對小球做的功是15J解析:小球上升,重力做負(fù)功,WG=-mgh=-5×3

J=-15

J,選項A錯誤;因為小球勻速上升,所以拉力F=G=5

N,則拉力做功WF=Fh=5×3

J=15

J,選項B正確;因小球克服重力做功15

J,故小球重力勢能增加15

J,選項C正確;因為小球勻速上升,合力為零,則合力不做功,選項D錯誤。答案:BC隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)隨堂檢測第八章2重力勢能25探究一探究二探究三探究四規(guī)律方法

1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,重力勢能的變化是由重力做功引起的,重力做功的多少是重力勢能變化的量度。2.重力勢能變化量的多少與參考系的選擇無關(guān),重力做功的多少也與參考平面的選擇無關(guān)。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四規(guī)律方法1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,重26探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練3如圖所示,質(zhì)量為m的小球,用一長為l的細(xì)線懸于O點,將懸線拉直成水平狀態(tài),并給小球一個向下的速度讓小球向下運動,O點正下方D處有一釘子,小球運動到B處時會以D為圓心做圓周運動,并經(jīng)過C點。若已知OD=l,則:(1)小球由A點運動到C點的過程中,重力做功為多少?(2)小球由A點運動到C點的過程中,重力勢能減少了多少?隨堂檢測探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練3如圖所示,質(zhì)量為m的小球,27探究一探究二探究三探究四隨堂檢測對彈性勢能的理解情境導(dǎo)引如圖所示,某人正在用拉力器鍛煉臂力。(1)人不用力時,彈簧不伸長,此時彈簧有彈性勢能嗎?(2)人拉彈簧時對彈簧做什么功?彈簧的彈性勢能怎么變化?(3)在彈簧彈性限度內(nèi),人將彈簧拉得越長,克服彈力做功越多嗎?彈性勢能越大嗎?要點提示:(1)彈簧不伸長,沒有彈性勢能。(2)人對彈簧做正功,彈性勢能增加。(3)將彈簧拉得越長,克服彈力做功越多,彈性勢能越大。探究一探究二探究三探究四隨堂檢測對彈性勢能的理解28探究一探究二探究三探究四隨堂檢測知識歸納1.對彈性勢能的理解(3)系統(tǒng)性:彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點因相對位置改變而具有的能量,因此彈性勢能具有系統(tǒng)性。(4)相對性:彈性勢能的大小與選定的零勢能位置有關(guān),對于彈簧,一般規(guī)定彈簧處于原長時的彈性勢能為零,彈簧處于原長時的位置為零勢能位置。探究一探究二探究三探究四隨堂檢測知識歸納29探究一探究二探究三探究四隨堂檢測2.彈性勢能表達(dá)式的推導(dǎo)根據(jù)胡克定律F=kx,作出彈力F與彈簧形變量x關(guān)系的F-x圖線,根據(jù)W=Fx知,圖線與橫軸所圍的面積等于F所做的功,即探究一探究二探究三探究四隨堂檢測2.彈性勢能表達(dá)式的推導(dǎo)30探究一探究二探究三探究四隨堂檢測3.彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系如圖所示,O為彈簧的原長處。(1)彈力做負(fù)功時:如物體由O向A運動(壓縮)或者由O向A'運動(伸長)時,彈性勢能增大,其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。(2)彈力做正功時:如物體由A向O運動,或者由A'向O運動時,彈性勢能減小,彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(3)彈力做功與彈性勢能的關(guān)系:彈力做多少正功,彈性勢能就減小多少;彈力做多少負(fù)功,彈性勢能就增加多少,即W彈=-ΔEp=Ep1-Ep2。探究一探究二探究三探究四隨堂檢測3.彈力做功與彈性勢能變化的31探究一探究二探究三探究四隨堂檢測實例引導(dǎo)例4關(guān)于彈簧的彈性勢能,下列說法中正確的是(

)A.當(dāng)彈簧變長時,它的彈性勢能一定增加B.當(dāng)彈簧變短時,它的彈性勢能一定減少C.在拉伸長度相同時,勁度系數(shù)越大的彈簧,它的彈性勢能越大D.彈簧拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能解析:如果彈簧原來處于壓縮狀態(tài),那么當(dāng)它變長時,它的彈性勢能減小,當(dāng)它變短時,它的彈性勢能增大,彈簧拉伸時的彈性勢能可能大于、小于或等于壓縮時的彈性勢能,需根據(jù)形變量來判定,選項A、B、D錯誤;當(dāng)拉伸長度相同時,勁度系數(shù)越大的彈簧,需要克服彈力做的功越多,彈簧的彈性勢能越大,選項C正確。答案:C探究一探究二探究三探究四隨堂檢測實例引導(dǎo)32探究一探究二探究三探究四隨堂檢測規(guī)律方法理解彈性勢能時應(yīng)注意的三個問題(1)彈簧的彈性勢能的大小由彈簧的勁度系數(shù)和形變量(拉伸或壓縮的長度)共同決定,勁度系數(shù)越大,形變量越大,彈簧的彈性勢能越大。(2)一般彈簧處于原長時,彈性勢能為零,彈簧被拉長或壓縮后彈性勢能均為正值。(3)彈性勢能具有相對性,但其變化量具有絕對性,因此,在判斷彈性勢能的變化量時不必考慮零勢能的位置。探究一探究二探究三探究四隨堂檢測規(guī)律方法理解彈性勢能時應(yīng)注意33探究一探究二探究三探究四隨堂檢測變式訓(xùn)練4如圖甲所示,一滑塊沿光滑的水平面向左運動,與輕彈簧接觸后將彈簧壓縮到最短,然后反向彈回,彈簧始終處在彈性限度內(nèi),圖乙為測得的彈簧的彈力與彈簧壓縮量之間的關(guān)系圖像,則彈簧的壓縮量由8cm變?yōu)?cm時,彈簧所做的功以及彈性勢能的變化情況分別為(

)A.3.6J、減少3.6J B.-3.6J、增加3.6JC.1.8J、減少1.8J D.-1.8J、增加1.8J探究一探究二探究三探究四隨堂檢測變式訓(xùn)練4如圖甲所示,一滑塊34探究一探究二探究三探究四隨堂檢測答案:C探究一探究二探究三探究四隨堂檢測答案:C35探究一探究二探究三探究四隨堂檢測1.如圖所示,某物塊分別沿三條不同的軌道由離地面高h(yuǎn)的A點滑到同一水平面上,軌道1、2是光滑的,軌道3是粗糙的,則(

)A.沿軌道1滑下重力做的功多B.沿軌道2滑下重力做的功多C.沿軌道3滑下重力做的功多D.沿三條軌道滑下重力做的功一樣多解析:重力做功只與初末位置的高度差有關(guān),與路徑無關(guān),D選項正確。答案:D探究一探究二探究三探究四隨堂檢測1.如圖所示,某物塊分別沿三36探究一探究二探究三探究四隨堂檢測2.一個100g的小球從1.8m的高處落到一個水平板上又彈回到1.25m的高度,則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是(g取10m/s2)(

)A.重力做功為1.8JB.重力做了0.55J的負(fù)功C.物體的重力勢能一定減少0.55JD.物體的重力勢能一定增加1.25J解析:整個過程中重力做功WG=mgΔh=0.1×10×0.55

J=0.55

J,故重力勢能減少0.55

J,所以選項C正確。答案:C探究一探究二探究三探究四隨堂檢測2.一個100g的小球從137探究一探究二探究三探究四隨堂檢測3.如圖所示,撐竿跳是運動會中常見的比賽項目,用于撐起運動員的竿要求具有很好的彈性,下列關(guān)于運動員撐竿跳起過程的說法正確的是(

)A.運動員撐竿剛剛觸地時,竿彈性勢能最大B.運動員撐竿跳起到達(dá)最高點時,竿彈性勢能最大C.運動員撐竿觸地后上升到最高點之前某時刻,竿彈性勢能最大D.以上說法均有可能解析:竿形變量最大時,彈性勢能最大,竿剛觸地時沒有形變,人到最高點時,竿已由彎曲變?yōu)榛就耆熘?選項C正確。答案:C探究一探究二探究三探究四隨堂檢測3.如圖所示,撐竿跳是運動會38探究一探究二探究三探究四隨堂檢測4.質(zhì)量為20kg的薄鐵板平放在二樓的地面上,二樓地面與樓外地面的高度差為5m。這塊鐵板相對二樓地面的重力勢能為

J,相對樓外地面的重力勢能為

J;將鐵板提高1m,若以二樓地面為參考平面,則鐵板的重力勢能變化了

J;若以樓外地面為參考平面,則鐵板的重力勢能變化了

J。(g取10m/s2)

解析:根據(jù)重力勢能的定義式,以二樓地面為參考平面:Ep=0。以樓外地面為參考平面:Ep=mgh=20×10×5

J=1

000

J。以二樓地面為參考平面:ΔEp=Ep2-Ep1=mgh1-0=20×10×1

J=200

J。以樓外地面為參考平面:ΔEp=Ep2-Ep1=mg(h+h1)-mgh=mgh1=20×10×1

J=200

J。答案:0

1000

200

200探究一探究二探究三探究四隨堂檢測4.質(zhì)量為20kg的薄鐵板392重力勢能2重力勢能40學(xué)習(xí)目標(biāo)思維導(dǎo)圖1.認(rèn)識重力做功與物體運動路徑無關(guān)的特點。2.理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義式進(jìn)行有關(guān)計算。3.知道重力勢能具有相對性,理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。4.理解彈性勢能的概念,會分析決定彈簧的彈性勢能大小的相關(guān)因素。學(xué)習(xí)目標(biāo)思維導(dǎo)圖1.認(rèn)識重力做功與物體運動路徑無關(guān)的特點。41必備知識自我檢測一、重力的功1.特點:物體下降時重力做正功;物體上升時重力做負(fù)功。只跟物體運動的起點和終點的位置有關(guān),而跟物體運動的路徑無關(guān)。2.表達(dá)式:WG=mgh1-mgh2,其中h1、h2分別表示物體起點和終點的高度。二、重力勢能1.定義:物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。2.大小:物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積,表達(dá)式為Ep=mgh。3.單位:焦耳。4.重力做功和重力勢能變化的關(guān)系:重力做正功,重力勢能減小,重力做負(fù)功,重力勢能增加。關(guān)系式:WG=Ep1-Ep2。必備知識自我檢測一、重力的功42必備知識自我檢測三、重力勢能的性質(zhì)1.相對性:重力勢能總是相對選定的參考平面而言的(該平面常稱為零勢能面)。選擇不同的參考平面,物體重力勢能的數(shù)值是不同的。2.標(biāo)矢性:重力勢能為標(biāo)量,其正負(fù)表示重力勢能的大小。物體在參考平面上方時,物體的高度為正值,重力勢能為正值;在參考平面下方時,物體的高度為負(fù)值,重力勢能為負(fù)值。四、彈性勢能1.定義:發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于有彈力的相互作用而具有的勢能。2.決定彈簧的彈性勢能大小的因素:(1)同一個彈簧,拉伸或壓縮的長度越長,彈性勢能越大。(2)不同的彈簧,在拉伸或壓縮的長度相同時,勁度系數(shù)越大,彈性勢能越大。必備知識自我檢測三、重力勢能的性質(zhì)43必備知識自我檢測1.正誤辨析(1)只要物體的高度發(fā)生變化,其重力一定做功。(

)答案:√(2)同一物體在不同高度的重力勢能為Ep1=2J,Ep2=-3J,則Ep1>Ep2。(

)答案:√(3)重力做功多少取決于物體的重力和它通過的位移。(

)解析:重力做功多少取決于物體的重力大小和它在初、末位置的高度差。答案:×必備知識自我檢測1.正誤辨析44必備知識自我檢測(4)彈簧的長度越長,彈性勢能一定越大。(

)解析:如果彈簧處于壓縮狀態(tài),彈簧越長,彈性勢能越小。答案:×(5)同一彈簧長度不同時,彈性勢能一定不同。(

)解析:如果壓縮和拉伸相同長度,彈性勢能相同。答案:×必備知識自我檢測(4)彈簧的長度越長,彈性勢能一定越大。(45必備知識自我檢測2.下列關(guān)于重力勢能的說法中正確的是(

)A.質(zhì)量大的物體其重力勢能大B.位置高的物體其重力勢能大C.水平地面上的物體重力勢能都為零D.水平地面上方物體的重力勢能有可能比水平地面下方物體的重力勢能小解析:物體的重力勢能Ep=mgh取決于重力和物體所處的高度,質(zhì)量大的物體所處的高度可能較小,位置高的物體的重力可能較小,因此它們的重力勢能可能較小,選項A、B錯誤,D正確;參考平面不選水平地面時,重力勢能Ep≠0,選項C錯誤。答案:D必備知識自我檢測2.下列關(guān)于重力勢能的說法中正確的是()46必備知識自我檢測3.質(zhì)量為20kg的鐵板、厚度不計,平放在二樓的地面上。二樓地面與樓外地面的高度差約為3m,g取10m/s2。這塊鐵板相對二樓地面和樓外地面的重力勢能分別為(

)A.600J、0 B.0、600JC.1200J、0 D.0、1200J解析:鐵板相對于二樓地面的高度是0,故鐵板相對于二樓地面的重力勢能為0;鐵板相對于樓外地面的高度為3

m,則鐵板相對于樓外地面的重力勢能Ep=mgh=200×3

J=600

J,選項B正確。答案:B必備知識自我檢測3.質(zhì)量為20kg的鐵板、厚度不計,平放在47探究一探究二探究三探究四重力做的功情境導(dǎo)引如圖所示,一個質(zhì)量為m的物體,從高度為h1的位置A分別按下列三種方式運動到高度為h2的位置B,在這個過程中思考并討論以下問題:(1)根據(jù)功的公式求出甲、乙兩種情況下重力做的功。(2)求出丙中重力做的功。(3)重力做功有什么特點?隨堂檢測探究一探究二探究三探究四重力做的功(1)根據(jù)功的公式求出甲、48探究一探究二探究三探究四要點提示:(1)甲中WG=mgh=mgh1-mgh2,乙中WG'=mglcos

θ=mgh=mgh1-mgh2。(2)把整個路徑AB分成許多很短的間隔AA1、A1A2、……,由于每一段都很小,每一小段都可以近似地看作一段傾斜的直線,設(shè)每段小斜線的高度差分別為Δh1、Δh2、……,則物體通過每小段斜線時重力做的功分別為mgΔh1、mgΔh2……物體通過整個路徑時重力做的功WG=mgΔh1+mgΔh2+…=mg(Δh1+Δh2+…)=mgh=mgh1-mgh2。(3)物體運動時,重力對物體做的功只跟物體的起點和終點的位置有關(guān),而跟物體運動的路徑無關(guān)。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四要點提示:(1)甲中WG=mgh=m49探究一探究二探究三探究四知識歸納1.重力做的功WG=mg(h1-h2),其中h1、h2分別是初、末位置的高度。物體由高處運動到低處時,重力做正功。物體由低處運動到高處時,重力做負(fù)功。2.重力做功的特點物體運動時,重力對物體所做的功只與物體初、末位置的高度差有關(guān),與物體運動的路徑無關(guān)。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四知識歸納隨堂檢測50探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)例1如圖所示,一物體從A點出發(fā),分別沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上拋出,運動后到達(dá)同一水平面上的B、C、D三點。關(guān)于重力的做功情況,下列說法正確的是(

)A.沿AB面滑下時,重力做功最多B.沿AC面滑下時,重力做功最多C.沿AD拋物線運動時,重力做功最多D.三種情況下運動時,重力做的功相等解析:由于重力做功與路徑無關(guān),只與初、末位置的高度差有關(guān),選項D正確。答案:D規(guī)律方法計算重力做功時,找出初、末位置的高度差h,直接利用公式WG=mgh即可,無需考慮中間的復(fù)雜運動過程。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)隨堂檢測51探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練1某游客領(lǐng)著孩子游泰山時,孩子不小心將手中的皮球滑落,球從A點經(jīng)C點滾到了山腳下的B點,高度標(biāo)記如圖所示,則下列說法正確的是(

)A.從A到B的曲線軌跡長度不知道,無法求出此過程中重力做的功B.從A到B過程中阻力大小不知道,無法求出此過程中重力做的功C.從A到B重力做功mg(H+h)D.從A到C重力做功mg(H-h)解析:重力做功與物體的運動路徑無關(guān),只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān),從A到B的高度是H,故從A到B重力做功mgH,從A到C的高度差是(H-h),故從A到C重力做功mg(H-h),選項D正確。答案:D隨堂檢測探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練1某游客領(lǐng)著孩子游泰山時,孩52探究一探究二探究三探究四重力勢能與重力勢能的變化情境導(dǎo)引如圖所示,起重機(jī)把質(zhì)量為m的樓板從地面上吊到高度為h的樓頂上。分別以地面、樓頂為參考平面,則樓板在樓頂?shù)闹亓菽艿扔诙嗌?樓板從地面吊到樓頂?shù)倪^程中,重力勢能的變化是多少?從結(jié)果可以看出重力勢能、重力勢能的變化與參考平面有關(guān)嗎?要點提示:樓板的重力勢能分別為mgh、0,與參考平面有關(guān);重力勢能的變化均為mgh,樓板重力勢能的變化是絕對的,與參考平面的選取無關(guān)。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四重力勢能與重力勢能的變化要點提示:樓53探究一探究二探究三探究四知識歸納重力勢能與重力勢能變化的關(guān)系項目重力勢能重力勢能的變化(量)大小Ep=mgh(h為相對于參考平面的高度)ΔEp=mgh2-mgh1(mgh1、mgh2分別為初、末位置的重力勢能)影響因素重力mg和某一位置的高度h重力mg和物體的末、初位置的高度差Δh=h2-h1隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四知識歸納項目重力勢能重力勢能的變化(54探究一探究二探究三探究四項目重力勢能重力勢能的變化(量)特點1.相對性:與參考平面的選取有關(guān),同一位置的物體,選擇不同的參考平面,會有不同的重力勢能值1.絕對性:與參考平面的選取無關(guān),初、末位置相同的過程,選擇不同的參考平面,重力勢能的變化相同2.狀態(tài)量:與某一位置對應(yīng)2.過程量:與位置的變化過程對應(yīng)3.標(biāo)量性:有正負(fù),表示大小3.標(biāo)量性:有正負(fù),表示增大或減小4.系統(tǒng)性:屬于地球和物體共有聯(lián)系ΔEp=mgh2-mgh1隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四項目重力勢能重力勢能的變化(量)特點55探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)例2質(zhì)量為m的均勻鏈條長為l,開始放在光滑的水平桌面上時,有

的長度懸在桌邊緣,如圖所示,松手后,鏈條滑離桌面,問從開始到鏈條剛滑離桌面過程中重力勢能變化了多少?(桌面離地面高度大于l)隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)隨堂檢測第八章2重力勢能56探究一探究二探究三探究四隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四隨堂檢測第八章2重力勢能—20257探究一探究二探究三探究四規(guī)律方法

鏈條(繩索)模型1.建模背景:柔軟鏈條(繩索)在運動過程中形體會發(fā)生變化,重心也就會發(fā)生變化,從而給計算帶來障礙,因此如何確定重心位置是解決含有鏈條(繩索)問題的關(guān)鍵。2.模型特點:(1)粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的長直鏈條(繩索),其重心在長度的一半處。(2)柔軟鏈條(繩索)不以直線狀(如折線狀)放置時,應(yīng)分段求重力勢能再求和。(3)選取合理的勢能零點,可以使計算更方便。隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四規(guī)律方法鏈條(繩索)模型隨堂檢測第58探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練2一棵樹上有一個質(zhì)量為0.3kg的熟透了的蘋果P,該蘋果從樹上A先落到地面C最后滾入溝底D。已知AC、CD的高度差分別為2.2m和3m,以地面C為零勢能面,g取10m/s2,A、B、C、D、E面之間豎直距離如圖所示。算出該蘋果從A到D的過程中重力勢能的減少量和在D處的重力勢能分別是(

)A.15.6J和9J B.9J和-9JC.15.6J和-9J D.15.6J和-15.6J解析:以地面C為零勢能面,則D處的重力勢能Ep=mgh=0.3×10×(-3)J=-9

J,從A到D的過程中重力勢能的減少量ΔEp=mgΔh=0.3×10×(2.2+3)J=15.6

J,選項C正確。答案:C隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練2一棵樹上有一個質(zhì)量為0.359探究一探究二探究三探究四重力做功與重力勢能的變化情境導(dǎo)引如圖所示,幼兒園小朋友們正在興高采烈地玩滑梯。若某位小朋友的質(zhì)量為20kg,滑梯高2.5m(g取10m/s2)。(1)小朋友從梯子爬上滑梯頂?shù)倪^程中,重力勢能變化了多少?重力做了多少功?(2)小朋友從滑梯滑下的過程中,重力勢能變化了多少?重力做了多少功?(3)重力做功與重力勢能的變化存在什么關(guān)系?隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四重力做功與重力勢能的變化隨堂檢測第八60探究一探究二探究三探究四要點提示:(1)取地面為零勢能面。小朋友從梯子爬上滑梯頂?shù)倪^程中,初勢能Ep1=0,末勢能Ep2=mgh=500

J,重力勢能變化量ΔEp=Ep2-Ep1=500

J。重力做功WG=-mgh=-500

J。(2)取地面為零勢能面。小朋友從滑梯滑下的過程中,初勢能Ep1=500

J,末勢能Ep2=0,勢能變化量ΔEp=Ep2-Ep1=-500

J。重力做功WG=mgh=500

J。(3)重力勢能的變化量等于重力做功的負(fù)值。隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四要點提示:(1)取地面為零勢能面。小61探究一探究二探究三探究四知識歸納1.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系項目重力做功重力勢能的變化大小WG=mgh1-mgh2ΔEp=mgh2-mgh1(mgh1、mgh2分別為初、末位置的重力勢能)特點絕對性:與參考平面的選取無關(guān)過程量:與物體位置的變化過程對應(yīng)標(biāo)量性:有正負(fù),表示正功、負(fù)功標(biāo)量性:有正負(fù),表示增加或減少聯(lián)系重力做功的過程就是重力勢能變化的過程,重力做正功,重力勢能減少,重力做負(fù)功(或物體克服重力做功),重力勢能增加,重力做了多少功,重力勢能就變化了多少,即WG=-ΔEp隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四知識歸納項目重力做功重力勢能的變化大62探究一探究二探究三探究四2.重力做功與重力勢能變化關(guān)系的理解、應(yīng)用(1)無論物體是否受其他力的作用,無論物體做何種運動,關(guān)系式WG=-ΔEp總是成立的。(2)利用關(guān)系式WG=-ΔEp可由重力做功的正負(fù)及大小判斷重力勢能的增減及大小,反之也可以由重力勢能的增減及大小判斷重力做功的正負(fù)及大小。隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四2.重力做功與重力勢能變化關(guān)系的理解63探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)例3(多選)用拉力F將一個重為5N的小球勻速提升3m,如圖所示,在這個過程中,下列說法正確的是(

)A.小球的重力做了15J的功B.拉力F對小球做了15J的功C.小球的重力勢能增加了15JD.合力對小球做的功是15J解析:小球上升,重力做負(fù)功,WG=-mgh=-5×3

J=-15

J,選項A錯誤;因為小球勻速上升,所以拉力F=G=5

N,則拉力做功WF=Fh=5×3

J=15

J,選項B正確;因小球克服重力做功15

J,故小球重力勢能增加15

J,選項C正確;因為小球勻速上升,合力為零,則合力不做功,選項D錯誤。答案:BC隨堂檢測第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)第八章2重力勢能—2020-2021（新教材）人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共39張PPT)探究一探究二探究三探究四實例引導(dǎo)隨堂檢測第八章2重力勢能64探究一探究二探究三探究四規(guī)律方法

1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,重力勢能的變化是由重力做功引起的,重力做功的多少是重力勢能變化的量度。2.重力勢能變化量的多少與參考系的選擇無關(guān),重力做功的多少也與參考平面的選擇無關(guān)。隨堂檢測探究一探究二探究三探究四規(guī)律方法1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,重65探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練3如圖所示,質(zhì)量為m的小球,用一長為l的細(xì)線懸于O點,將懸線拉直成水平狀態(tài),并給小球一個向下的速度讓小球向下運動,O點正下方D處有一釘子,小球運動到B處時會以D為圓心做圓周運動,并經(jīng)過C點。若已知OD=l,則:(1)小球由A點運動到C點的過程中,重力做功為多少?(2)小球由A點運動到C點的過程中,重力勢能減少了多少?隨堂檢測探究一探究二探究三探究四變式訓(xùn)練3如圖所示,質(zhì)量為m的小球,66探究一探究二探究三探究四隨堂檢測對彈性勢能的理解情境導(dǎo)引如圖所示,某人正在用拉力器鍛煉臂力。(1)人不用力時,彈簧不伸長,此時彈簧有彈性勢能嗎?(2)人拉彈簧時對彈簧做什么功?彈簧的彈性勢能怎么變化?(3)在彈簧彈性限度內(nèi),人將彈簧拉得越長,克服彈力做功越多嗎?彈性勢能越大嗎?要點提示:(1)彈簧不伸長,沒有彈性勢能。(2)人對彈簧做正功,彈性勢能增加。(3)將彈簧拉得越長,克服彈力做功越多,彈性勢能越大。探究一探究二探究三探究四隨堂檢測對彈性勢能的理解67探究一探究二探究三探究四隨堂檢測知識歸納1.對彈性勢能的理解(3)系統(tǒng)性:彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點因相對位置改變而具有的能量,因此彈性勢能具有系統(tǒng)性。(4)相對性:彈性勢能的大小與選定的零勢能位置有關(guān),對于彈簧,一般規(guī)定彈簧處于原長時的彈性勢能為零,彈簧處于原長時的位置為零勢能位置。探究一探究二探究三探究四隨堂檢測知識歸納68探究一探究二探究三探究四隨堂檢測2.彈性勢能表達(dá)式的推導(dǎo)根據(jù)胡克定律F=kx,作出彈力F與彈簧形變量x關(guān)系的F-x圖線,根據(jù)W=Fx知,圖線與橫軸所圍的面積等于F所做的功,即探究一探究二探究三探究四隨堂檢測2.彈性勢能表達(dá)式的推導(dǎo)69探究一探究二探究三探究四隨堂檢測3.彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系如圖所示,O為彈簧的原長處。(1)彈力做負(fù)功時:如物體由O向A運動(壓縮)或者由O向A'運動(伸長)時,彈性勢能增大,其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。(2)彈力做正功時:如物體由A向O運動,或者由A'向O運動時,彈性勢能減小,彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(3)彈力做功與彈性勢能的關(guān)系:彈力做多少正功,彈性勢能就減小多少;彈力做多少負(fù)功,彈性勢能就增加多少,即W彈=-ΔEp=Ep1-Ep2。