重力勢能課件-高一下學期物理滬科版（2020）必修第二冊

7.4重力勢能（1）美國內華達州亞利桑那隕石坑，落下時產生的能量相當于2000萬千克的TNT，為什么會具有這么大的能量？想想我們以前學習的有關重力勢能的知識：這種由于高度改變而變化的能量叫做重力勢能。小球對泡沫板的撞擊物體豎直下落從A到BAhBh1h2WG=mgh=mg(h1－h(huán)2)

=mgh1－mgh2

一、重力做功的特點如何物體沿斜線運動從A到CAChθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h(huán)2)=mgh1－mgh2物體沿曲線運動從A到CΔh1Δh2Δh3AChA△h1θLW1=mglcosθ1=mg△h1W=W1+W2+W3+……W=mg△h1+mg△h2

+mg△h3

+……

=mg（△h1+△h2

+△h3

……)=mgh

=mgh1－mgh2如圖7-29所示，y軸正方向豎直向上，水平地面處y=0。質量為m的物體沿任意路徑1由A到B。位移為S。位移與所受重力之間的夾角為θ，A、B離開水平地面的數值高度分別為hA、hB(即A、B的y坐標)。由于地表附近重力可視為恒力，根據恒力做功的計算式，這一過程中重力對物體所做的功WG=mgscosθ

（1）由圖示幾何關系可得h=hA-hB=scosθ

（2）

h為A、B的高度差。將（2）式代入（1）式WG=mgh=mghA-mghB

（3）若物體沿著路徑2返回A，這一過程的位移與S等大反向，與重力夾角為π-θ，則物體返回過程中重力做的功：WG‘=mgscos（π-θ)=-mgscosθ=-mgh

（4）想一下：如果物體沿路徑1和路徑2組成的閉合路徑運動一周，則

WG‘+WG=0所以我們由上述推導過程可以得出重力做功的哪些特點？重力做功的特點1、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，而跟物體運動的路徑無關。或者說沿任意閉合路徑運動一周，重力做功為零。重力做的功等于“mgh”這個量的變化。在物理學中，“mgh”是一個有特殊意義的物理量：它一方面與重力做的功密切相關，另一方面它隨著高度的增加而增加、隨著質量的增加而增加，恰與前述重力勢能的特征一致，就用這個物理量表示物體的重力勢能。2.重力勢能的表達式m—物體的質量，單位：千克（kg）EP—物體的重力勢能，單位：焦（J）g—重力加速度，單位：米／秒2（m／s2）h—物體的高度，單位：米（m）即：物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積。1.定義：物體由于被舉高而使物體具有的能量叫重力勢能。二、如何計算重力勢能高度h是從初始位置到末位置的高度差。所以h具有相對性。計算重力勢能之前需要先選定參考平面在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；在參考面下方的物體的高度是負值，重力勢能也是負值。參考平面的選取是任意的。勢能是狀態(tài)量、標量．+、–表示大小。注：1.重力勢能的相對性高度是相對的，所以重力勢能也是相對的重力勢能的特點3.重力勢能的絕對性：重力勢能的變化量是絕對的，具有絕對性。我們所關心的往往不是物體具有多少重力勢能，而是重力勢能的變化量，雖然重力勢能具有相對性，但重力勢能的變化卻是絕對的，與參考平面的選取無關．重力勢能是地球與物體共同具有的，是由地球和地面上物體的相對位置決定的，即．沒有地球，物體的重力勢能就不存在2.重力勢能的系統性：重力勢能屬于物體和地球組成的系統。三、重力做功與重力勢能變化的關系1.重力做正功；WG>0,Ep1>Ep2，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功。2.克服重力做功（重力做負功）：WG<0,Ep1<Ep2，重力勢能增加，增加的重力勢能等于克服重力所做的功。WG=Ep1–Ep2?

Ep=Ep2–Ep1WG=-?

Ep如圖所示，樹上與A等高的P處有一個質量m=0.3kg的蘋果下落。蘋果有可能被人用籃子在于B等高處接住，也可能落到地面C，還可能落到地面后滾入坑底D處。（g取10m/s2）（1）分別以A、C、E所在水平面為零勢能面，求P處蘋果的重力勢能。（2）蘋果由P分別落至C或落至D的過程中

，求重力所做的功以及重力勢能的變化量。例題分析：計算重力勢能的關鍵是根據不同零勢能面正確得出P的相對高度。而計算重力做功和重力勢能變化量則與零勢能面的位置無關。解析：（1）以A所在的平面為零勢能面，P的相對高度hA=0,則P處蘋果的重力勢能EPA=mghA=0以C處所在水平面為零勢能面，P的相對高度hC=2.2m,則P處的蘋果的重力勢能EPC=mghC=0.3×10×2.2J=6.6J以E處所在水平面為零勢能面，P的相對高度hE=-1.6m,則P處的蘋果的重力勢能EPE=mghE=0.3×10×(-1.6)J=-4.8J(2)蘋果由P落至C處，高度降低?hC=2.2m,則重力做正功WGC=mg?hC=0.3×10×2.2J=6.6J重力勢能變化量

?EPC=-WGC=-6.6J蘋果由P落至D處，高度降低?hD=5.2m,則重力做正功WGD=mg?hD=0.3×10×5.2J=15.6J重力勢能變化量

?EPD=-WGD=-15.6J課堂總結一、重力做功的特點：與路徑無關，只與起點和終點的高度差有關二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關的能量。三、重力做功與重力勢能變化的關系：WG=mgh1－mgh2

重力做的功等于重力勢能減少

重力做負功時，重力勢能增加WG=mgΔh高度差Ep=mgh1.關于重力勢能的幾種理解，正確的是（）（多選）A.重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功B.相對于不同的參考平面，物體具有不同數值的重力勢能，但這并不影響研究有關重力勢能的問題C.在同一高度將物體不論向何方向拋出，只要拋出時的初速度大小相同，則落地時減少的重力勢能必相等D.放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零BC隨堂練習人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)2、選擇不同的水平面作為參考平面，物體在某一位置的重力勢能和某一過程中重力勢能改變量()A.都具有不同的數值

B.都具有相同的數值

C.前者具有相同的數值，后者具有不同的數值

D.前者具有不同的數值，后者具有相同的數值D人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)3.物體在運動過程中，克服重力做功50J，則()A．重力做功為50JB．物體的重力勢能一定增加50JC．物體的重力勢能一定減少50JD．重力做功為-50JBD人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)4.下列關于重力勢能的說法，正確的是()A．重力勢能只跟物體所處的初末位置有關，與物體實際經過的路徑無關B．重力勢能的變化，只跟重力做功有關，和其他力做功多少無關C．重力勢能是矢量，當重力對物體做正功時，物體的重力勢能減少D．重力勢能是物體和地球共有的，而不是物體單獨具有的ABD人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)5.質量是50kg的人沿著長L=150m、傾角為30°的坡路走上土丘，重力對他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力勢能增加了多少？（g取10m/s2）

解析：重力對他做的功為

WG=-mgLsin30°=－50×10×150×0.5J=－3.75×104J

他克服重力所做的功為3.75×104J

由WG=－ΔEp得：他的重力勢能增加了3.75×104J30?人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)人教版（2019）高中物理必修第二冊課件8.2重力勢能(共20張PPT)人教版（20