重力勢能課件

重力勢能重力勢能1水電站（1）水力發(fā)電站為什么要修很高的大壩？（2）打樁機(jī)的重錘為什么能把木樁打進(jìn)水泥地里?（3）在你的頭頂上方，用細(xì)繩懸掛一個7.5Kg的鉛球，你的感覺有何不同？從能的角度來思考，以上事例說明什么問題？水電站（1）水力發(fā)電站為什么要修很高的大壩？（2）打樁機(jī)的重2重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。因此，認(rèn)識這種勢能，不能脫離對重力做功的研究。重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。因此，認(rèn)識3用自己的課本做如下試驗(yàn)1、與高度有關(guān)2、與質(zhì)量有關(guān)1）同一課本從不同高度下落到自己手上，感覺???

2）不同質(zhì)量的課本從同一高度下落到自己手上，感覺???探究得到的結(jié)論：5用自己的課本做如下試驗(yàn)1、與高度有關(guān)1）4一、影響重力勢能的因素：結(jié)論：物體的質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能就越大。一、影響重力勢能的因素：結(jié)論：5物體豎直下落hABh1h2WG=mgh=mg(h1－h(huán)2)

=mgh1－mgh2

一.重力做功質(zhì)量為m的物體從離地面高h(yuǎn)1的A處豎直向下運(yùn)動到離地面高h(yuǎn)2的B處，求重力做了多少功？物體豎直下落hABh1h2WG=mgh一.重力做功質(zhì)6物體沿斜線運(yùn)動

從A到BABhθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h(huán)2)

=mgh1－mgh2思考：如果斜面是粗糙的，對重力做的功有沒影響？物體沿斜線運(yùn)動從A到BABhθLh1h2WG=m7Δh1Δh2Δh3ABh……還記得極限法嗎？物體沿曲線運(yùn)動

從A到BΔh1Δh2Δh3ABh……還記得極限法嗎？物體8AhBh1h2ABhθLh1h2Δh1Δh2Δh3ABhWG=mgh

=mgh1－mgh2

質(zhì)量為m的物體從A處沿不同路徑運(yùn)動到B處：結(jié)論：重力做功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置（高度差）有關(guān)，與物體運(yùn)動的路徑無關(guān)。AhBh1h2ABhθLh1h2Δh1Δh2Δh3ABhWG9課堂練習(xí)1、一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處下落,碰撞地面后彈起,每次彈起的高度比下落高度低1m,求:(1)小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功?(2)重力勢能如何變化，變化多少？(g=10m/s2)JJ課堂練習(xí)1、一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處下落,碰撞10重力做功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置（高度差）有關(guān)，與物體運(yùn)動的路徑無關(guān)。表明：功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與物重跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2兩者之差。WG=mg△h

=mgh1－mgh2

我們?nèi)绾卫斫膺@句話看起來，物體所受的重力mg與它所處位置的高度h的乘積“mgh”，是一個具有特殊意義的物理量。重力做功的特點(diǎn)重力做功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置（高度差）有關(guān)，與物111.定義：物體的重力勢能等于它所受重力與所處位置高度的乘積。2.單位：國際單位制中，焦耳(J)。1J=1kg．m.s-2.m=1N.m3.重力勢能是標(biāo)量，狀態(tài)量。4.重力勢能的變化量:5.重力做功與重力勢能的關(guān)系:

Ep=mghΔEP=EP2-EP1WG

=

ΔEpWG=mgh1－mgh2

=Ep1-Ep21.定義：物體的重力勢能等于它所受重力與所處位置高度的乘積。12WG>0,Ep減少,Ep2<Ep1;

△Ep<0重力勢能的變化數(shù)量等于重力做功的數(shù)量高處→低處:低處→高處:WG<0,Ep增加,Ep2>Ep1;

△Ep>0W=-△Ep重力做正功，重力勢能減少，重力做負(fù)功，重力勢能增加WG>0,Ep減少,Ep2<Ep1;△Ep<0重力勢能132．一物體從A點(diǎn)沿粗糙面AB與光滑面AC分別滑到同一水平面上的B點(diǎn)與C點(diǎn)，則下列說法中正確的是：（）A．沿AB面下滑時重力做功多B．沿兩個面下滑時重力做的功相同C．沿AB面下滑時重力勢能減少得多一些D．沿兩個面下滑時減少的重力勢能相同ACBBD說明：重力做功只與初末位置的高度有關(guān)，與路徑和其它力做功無關(guān)。2．一物體從A點(diǎn)沿粗糙面AB與光滑面AC分別滑到同14高度具有相對性，所以重力勢能也具有相對性2m算高嗎?討論：住在10樓處的人向外跳，卻沒有受傷，為什么？高度具有相對性，所以重力勢能也具有相對性2m算高嗎?討論：住15計算重力勢能之前需要:理解：1、參考平面的選取是任意的.

3、在參考面上方：物體的高度是正值h>0，重力勢能也是正值EP>0；四、重力勢能的相對性2、一般以地面或題目中的最低點(diǎn)所在平面作為參考平面。先選定參考平面(零勢能面）注意：只有同一參考系，兩重力勢能的數(shù)值才能比較.同一物體處在高處,勢能大，如果h1<h2,則：EP1<EP2在參考面下方：物體的高度是負(fù)值h<0，重力勢能也是負(fù)值EP<0；？計算重力勢能之前需要:理解：1、參考平面的選取是任意的16勢能是狀態(tài)量、標(biāo)量．+、–表示大小．比較：EP1=-2J;EP2=1J；哪個重力勢能大？思考：重力勢能為零的物體就沒有重力勢能，對嗎？比較：EP1=-5J;EP2=2J；EP3=0J；哪個重力勢能大？因?yàn)?/p>

1>-2,所以：EP1>EP2因?yàn)?>0>-5,所以：EP2>EP3>EP1不對；重力勢能的零值只是一個相對值。地球上有質(zhì)量的物體憑借其位置都具有重力勢能。勢能是狀態(tài)量、標(biāo)量．+、–表示大小．比較：EP1=-2J;E17重力勢能跟重力做功相關(guān)，而重力是地球與物體之間的相互作用力。也就是說，倘若沒有地球，就談不上重力。

重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng).五.重力勢能的系統(tǒng)性

注意：平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種習(xí)慣簡化的說法。所以：重力勢能是地球與物體所組成的這個“系統(tǒng)”共有的，而不是地球上的物體單獨(dú)具有的。重力勢能跟重力做功相關(guān)，而重力是地球與物體之間的183、質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m．請?zhí)顚懴卤恚?g=10m/s2)參考平面小球在A點(diǎn)重力勢能小球在B點(diǎn)重力勢能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢能變化桌面地面6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB

選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同

對確定的過程，WG和△EP是過程量，與參考面的選擇無關(guān)重力勢能具有相對性，重力勢能的變化量具有絕對性。3、質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到19思考1：若重力做功與路徑有關(guān)，還能把mgh叫做重力勢能嗎？思考2：當(dāng)摩擦力對物體做功時，我們能不能定義有一個摩擦力勢能存在呢?為什么?

不行，勢能只與質(zhì)量和位置有關(guān)，與路徑無關(guān)，而摩擦力做功與路徑有關(guān)。所以不存在摩擦力勢能

不能，做功過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，重力做功若與路徑有關(guān)，不同路徑，重力做功不同，再用mgh表示重力勢能，則說明重力勢能也與路徑有關(guān)。與重力勢能只與質(zhì)量和位置有關(guān)的特點(diǎn)相矛盾。思考1：若重力做功與路徑有關(guān)，還能把mgh叫做重力勢20小結(jié)一、重力做功的特點(diǎn)：重力做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)。二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。三、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：WG=mgh1－mgh2

=EP1－EP2重力做正功時，重力勢能減少重力做負(fù)功時，重力勢能增加四、重力勢能是相對的，正負(fù)表示大小。一般不加說明是以地面或題目中的最低點(diǎn)所在的平面作為參考平面。五、勢能是系統(tǒng)能。指系統(tǒng)所有的。

Ep=mghWG=mg△h

=mgh1－mgh2

WG

=

ΔEp是標(biāo)量，狀態(tài)量。單位：J小結(jié)一、重力做功的特點(diǎn)：重力做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的211、關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是（）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(shù)值的重力勢能，但這并不影響研究有關(guān)重力勢能的問題C、在同一高度將物體以初速度V0向不同方向拋出，落地時減少的重力勢能都相等D、放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零BC1、關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是（）BC22A、某個物體處于某個位置，重力勢能的大小是唯一的。B、重力勢能為零的物體，不可能對別的物體做功C、物體做勻速直線運(yùn)動時，重力勢能一定不變。D、只要重力做功，重力勢能一定變化。D注意：求重力勢能的大小，應(yīng)先確定參考面。只有確定參考面，重力勢能大小才得以確定。2、關(guān)于重力勢能，以下說法正確的是：（）A、某個物體處于某個位置，重力勢能的大小是唯一的。D注意：求233、運(yùn)動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程，將人和傘看出一個系統(tǒng)，在這兩個過程中，下列說法正確的是：（）A、阻力對系統(tǒng)始終做負(fù)功。B、系統(tǒng)受到合外力始終向下。C、重力做功使系統(tǒng)的重力勢能增加。D、任意相等的時間內(nèi)重力做的功相等。A3、運(yùn)動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程，將人和傘看出244、要將一個質(zhì)量為m、邊長為α的勻質(zhì)正立方體翻倒，推力對它做功最少為()解析：立方體原來重心：末位置的重心：重心升高了：D4、要將一個質(zhì)量為m、邊長為α的勻質(zhì)正立方體翻倒，推力對它做25例1：在光滑桌面上有一根均勻柔軟質(zhì)量為m、長為l的繩，其繩長的1/4懸于桌面下，從繩子開始下滑至繩子剛好全部離開桌面的過程中，重力對繩子做的功為多少？繩子重力勢能變化如何？(桌面離地高度大于l)鐵鏈重心末位置：鐵鏈重心初位置：以桌面為零勢能參考平面：例1：在光滑桌面上有一根均勻柔軟質(zhì)量為m、長為l26思考：不考慮空氣阻力的情況下，下列說法正確嗎？2、物體受拉力作用向上勻速運(yùn)動，拉力做的功是1J，但物體重力勢能的增加量不是1J。3、物體受拉力作用向上運(yùn)動，拉力做的功是1J，但物體重力勢能的增加量可能不是1J。1、物體運(yùn)動，重力做的功是-1J，但物體重力勢能的增加量不是1J。思考：不考慮空氣阻力的情況下，2、物體受拉力作用向上勻速運(yùn)動27v例2：起重機(jī)以5m/s2的加速度將質(zhì)量為1t的物體勻減速地沿豎直方向提升高度10m，求：（1）起重機(jī)鋼索的拉力對物體做的功為多少？（2）物體克服重力做功為多少？（3）物體的重力勢能變化了多少？Fmgmg-F=maF=mg-ma=5×103NWF=Fh=5×104JWG=-mgh=-1×104J△EP=-WG=1×104Jv例2：起重機(jī)以5m/s2的加速度將質(zhì)量為1t的物體勻減速地28例3、桿中點(diǎn)有一轉(zhuǎn)軸O，兩端分別固定質(zhì)量為2m、m的小球a和b,當(dāng)桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置時，小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢能如何變化？變化了多少？2mmLLaabbO以桿初位置所在的水平面為零勢能面：水平初位置：EPa=EPb=0;系統(tǒng)：EP總=0豎直末位置：E'Pa=-2mgL;E'Pb=mgL系統(tǒng)：E'P總=E'Pa+E'Pb=-2mgL+mgL=-mgL

△E'P總=

E'P總-EP總=-mgL系統(tǒng)重力勢能減少。例3、桿中點(diǎn)有一轉(zhuǎn)軸O，兩端分別固定質(zhì)量為2m、m的小球a和29Lθ

例4：長為L的輕繩一端固定在天花板上，另一端系一質(zhì)量為M的小球，把小球從如圖位置由靜止釋放，求輕繩擺到豎直方向時，重力對小球做的功？Lθ例4：長為L的輕繩一端固定在天花板上30例5：如圖，質(zhì)量為m的物體置于水平地面上，其上表面豎直立著一根輕彈簧，彈簧原長為L0，勁度系數(shù)為k，下端與物體相連接，現(xiàn)將彈簧上端緩緩豎直向上提起一段距離L，使物體離開地面，這時物體重力勢能增加了多少？△h△xL0例5：如圖，質(zhì)量為m的物體置于水平地面上，其上表面豎直立著一316.一質(zhì)量為m、邊長為A的長方體物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1.為使它水平移動距離A，可以用將它翻倒或向前緩慢平推兩種方法，則下列說法中正的是（）A.將它翻倒比平推前進(jìn)做功少B.將它翻倒比平推前進(jìn)做功多C.兩種情況做功一樣多D.兩種情況做功多少無法比較B解析:通過重心的變化求取重力勢能的變化量，進(jìn)而求得外力克服重力所做的功。使物塊水平移動距離a，需將它翻倒一次，需克服重力做功，使其重心位置由離地增加到，所以：至少需做功：而緩慢平推需做功：6.一質(zhì)量為m、邊長為A的長方體物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ32討論與交流：某城市內(nèi)部有兩條河流，甲河水流落差最大的位置A海拔高度是1000米，最大落差為20米，乙河水流落差最大的位置B海拔高度為200米，最大落差為50米，問：（1）位置A和位置B誰比較高？（2）現(xiàn)在該城市要建造一座水電站，哪個位置更合適？討論與交流：33課堂訓(xùn)練1、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(shù)值 B.都具有相同的數(shù)值C.前者具有相同的數(shù)值，后者具有不同的數(shù)值D.前者具有不同的數(shù)值，后者具有相同的數(shù)值

D課堂訓(xùn)練1、選擇不同的水平面作為參考平面，物體在某一位置的重341、用定滑輪從井中向上提水，已知一桶水的重量為200N，以地面為參考平面，1）當(dāng)水桶在井下5m深處時，水的重力勢能為多少？2）將水桶提到離地面0.8m高處時，水的重力勢能為多少？3）在這個過程中，水的重力對水做的功為多少？練習(xí)1、用定滑輪從井中向上提水，已知一桶水的重量為200N，以地353、一質(zhì)量m＝2kg的物體，沿光滑斜面滑下位移s=2m，斜面傾角為θ＝300。求：物體下滑過程中，重力對物體所做的功？以地面為參考平面，物體初始位置時的重力勢能是多少？3)以斜面的頂點(diǎn)所在平面為參考平面，物體末位置時的重力勢能是多少？物體的重力勢能變化了多少？3、一質(zhì)量m＝2kg的物體，沿光滑斜面滑36課堂練習(xí)P13問題與練習(xí)1、4、2課外練習(xí)