2023學(xué)年完整公開課版重力勢能

人教版必修第二冊74重力勢能第七章機(jī)械能守恒定律雪崩2002年９月２１日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少１００人失蹤。隕石劃過天空，放出耀眼的光芒，在地上留下巨大的隕石坑當(dāng)物體處在一定高度時，就具有了能量。而當(dāng)它從所處的高處落下時，這些能量就會以做功的方式釋放出來。在初中我們已經(jīng)學(xué)過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。它的大小與哪些因素有關(guān)呢？本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個問題。一、重力做功請同學(xué)們分別計(jì)算以下三種情況重力所做的功：第一種情況重力做的功：WG＝mgh第二種情況重力做的功：WG＝mglcosθ＝mgh第三種情況重力做的功：A△h1θlA1可見,重力做的功等于“mgh”這個量的減少量在物理學(xué)中“mgh”是一個有特殊意義的物理量，表示物體的重力勢能?！鱤h2h1AB物體從A落到B的過程中，重力做功重力做功與路徑無關(guān),只跟始末位置的高度差有關(guān)。二、重力勢能Ep我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能．物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積。Egh說明：重力勢能是標(biāo)量，重力勢能是狀態(tài)量。單位：焦耳，1J=1g·m·s-2·m=1N·m三、重力做的功與重力勢能變化的關(guān)系WG=Ep1-Ep2=-?Ep①物體由高處運(yùn)動到低處時，重力做正功，物體重力勢能減少；重力勢能減少的數(shù)量等于重力做的功。②物體由低處運(yùn)動到高處時，重力做負(fù)功，物體重力勢能增加；重力勢能增加的數(shù)量等于物體克服重力做的功。WG=mgh1－mgh2△hh2h1AB重力做的功等于重力勢能的減小量例1塔吊把一質(zhì)量為200g的物體，從距地面高為h1=8m的高度勻速運(yùn)到高為h2=3m的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？

若物體加速下降呢？重力勢能減少了10000J結(jié)論1：物體下降，重力做正功，重力勢能減少；重力勢能減少的數(shù)量等于重力做的功。例2塔吊把一質(zhì)量為200g的物體，從距地面高為h1=3m的高度勻速運(yùn)到高為h2=8m的地方，重力做了多少功？物體克服重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？

物體克服重力做了10000J重力勢能增加了10000J結(jié)論2：物體上升，重力做負(fù)功，重力勢能增加，重力勢能增加的數(shù)量等于物體克服重力所做的功。四、重力勢能的相對性高度h是相對于誰的呢？重力勢能總是相對于某個水平面來說的，這個水平面叫參考平面．重力勢能的正負(fù)對選定的參考平面而言，上方物體的高度是正值，重力勢能也是正值；下方物體的高度是負(fù)值，重力勢能也是負(fù)值?！柏?fù)值”表示物體在這個位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能少。重力勢能：-3J＞-5J例3如圖，質(zhì)量05g的小球，從桌面以上h1=12m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=08m。關(guān)于小球的重力勢能，請按要求填寫下表。g=10m/s2參考平面在A點(diǎn)在B點(diǎn)下落過程重力做功重力勢能變化桌面地面6J10J-4J010J10J減少10J減少10Jh1h2AB選擇不同的參考平面，物體的重力勢能不同。相對性重力做功和重力勢能的變化與參考平面的選擇無關(guān)。絕對性重力勢能是誰具有的呢重力勢能應(yīng)該是物體與地球組成的系統(tǒng)共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨(dú)具有的。五、彈性勢能拉長或壓縮的彈簧、卷緊的發(fā)條、拉開的弓、正在擊球的網(wǎng)球拍、撐竿跳高運(yùn)動員手中彎曲的竿等等，這些物體都發(fā)生了彈性形變，每個物體的各部分之間都有彈力的相互作用。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，也具有勢能，這種勢能叫作勢能彈性彈簧彈性勢能與形變量、勁度系數(shù)有關(guān)。重力做功彈性勢能的變化重力勢能的變化彈力做功重力做正功，重力勢能減小重力做負(fù)功，重力勢能增加彈力做正功，彈性勢能減小彈力做負(fù)功，彈性勢能增加W彈=-△EPWG=-△EP1下面有關(guān)重力勢能的說法中，正確的是（）A舉得越高的物體，具有的重力勢能越大B質(zhì)量越大的物體，具有的重力勢能越大C物體的重力勢能不可能為零D物體的重力勢能可能小于零D2（多選）下列關(guān)于重力勢能的說法，正確的是A重力勢能的變化，只跟物體所處的初末位置有關(guān)，與物體實(shí)際經(jīng)過的路徑無關(guān)B重力勢能的變化，只跟重力做功有關(guān)，和其他力做功多少無關(guān)C重力勢能是矢量，當(dāng)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(dú)具有的ABD3一質(zhì)量為5g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的高度低1m，則小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功？重力勢能如何變化？g=10m/s2

解:小球下落高度為5m，則重力做功為WG=mgh=5×10×5J=250J小球下落過程中重力做正功，重力勢能減少250J。4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1/4的長度懸在桌邊緣，如圖所示，松手后，鏈條滑離桌面，問：從開始到鏈條剛好滑離桌面過程中重力勢能變化了多少？減小15mgL/325、如圖U形管，左端開口右端用蓋子封閉，內(nèi)裝有密度為ρ的液體，左側(cè)橫截面積3S，右側(cè)橫截面積S，最初液面高度差為H。撤去蓋子后，最終管內(nèi)水靜止。求重力勢能的減少量。3ρgsH/83SSH6．如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的兩物塊用細(xì)繩通過光滑定滑輪連接，m放在傾角為θ的光滑