2023學(xué)年完整公開(kāi)課版重力勢(shì)能

人教版必修第二冊(cè)74重力勢(shì)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(gè)村莊發(fā)生雪崩，造成至少１００人失蹤。隕石劃過(guò)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(shí)，就具有了能量。而當(dāng)它從所處的高處落下時(shí)，這些能量就會(huì)以做功的方式釋放出來(lái)。在初中我們已經(jīng)學(xué)過(guò)：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能。它的大小與哪些因素有關(guān)呢？本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。一、重力做功請(qǐng)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(jiàn),重力做的功等于“mgh”這個(gè)量的減少量在物理學(xué)中“mgh”是一個(gè)有特殊意義的物理量，表示物體的重力勢(shì)能。△hh2h1AB物體從A落到B的過(guò)程中，重力做功重力做功與路徑無(wú)關(guān),只跟始末位置的高度差有關(guān)。二、重力勢(shì)能Ep我們把物理量mgh叫做物體的重力勢(shì)能．物體的重力勢(shì)能等于它所受到的重力與所處高度的乘積。Egh說(shuō)明：重力勢(shì)能是標(biāo)量，重力勢(shì)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(shì)能變化的關(guān)系WG=Ep1-Ep2=-?Ep①物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，物體重力勢(shì)能減少；重力勢(shì)能減少的數(shù)量等于重力做的功。②物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，物體重力勢(shì)能增加；重力勢(shì)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(shì)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(shì)能如何變化？

若物體加速下降呢？重力勢(shì)能減少了10000J結(jié)論1：物體下降，重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力勢(shì)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(shì)能如何變化？

物體克服重力做了10000J重力勢(shì)能增加了10000J結(jié)論2：物體上升，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，重力勢(shì)能增加的數(shù)量等于物體克服重力所做的功。四、重力勢(shì)能的相對(duì)性高度h是相對(duì)于誰(shuí)的呢？重力勢(shì)能總是相對(duì)于某個(gè)水平面來(lái)說(shuō)的，這個(gè)水平面叫參考平面．重力勢(shì)能的正負(fù)對(duì)選定的參考平面而言，上方物體的高度是正值，重力勢(shì)能也是正值；下方物體的高度是負(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)值?！柏?fù)值”表示物體在這個(gè)位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面上具有的重力勢(shì)能少。重力勢(shì)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(shì)能，請(qǐng)按要求填寫(xiě)下表。g=10m/s2參考平面在A點(diǎn)在B點(diǎn)下落過(guò)程重力做功重力勢(shì)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(shì)能不同。相對(duì)性重力做功和重力勢(shì)能的變化與參考平面的選擇無(wú)關(guān)。絕對(duì)性重力勢(shì)能是誰(shuí)具有的呢重力勢(shì)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(gè)物體單獨(dú)具有的。五、彈性勢(shì)能拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧、卷緊的發(fā)條、拉開(kāi)的弓、正在擊球的網(wǎng)球拍、撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員手中彎曲的竿等等，這些物體都發(fā)生了彈性形變，每個(gè)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(shì)能，這種勢(shì)能叫作勢(shì)能彈性彈簧彈性勢(shì)能與形變量、勁度系數(shù)有關(guān)。重力做功彈性勢(shì)能的變化重力勢(shì)能的變化彈力做功重力做正功，重力勢(shì)能減小重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加彈力做正功，彈性勢(shì)能減小彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加W彈=-△EPWG=-△EP1下面有關(guān)重力勢(shì)能的說(shuō)法中，正確的是（）A舉得越高的物體，具有的重力勢(shì)能越大B質(zhì)量越大的物體，具有的重力勢(shì)能越大C物體的重力勢(shì)能不可能為零D物體的重力勢(shì)能可能小于零D2（多選）下列關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法，正確的是A重力勢(shì)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(guò)的路徑無(wú)關(guān)B重力勢(shì)能的變化，只跟重力做功有關(guān)，和其他力做功多少無(wú)關(guān)C重力勢(shì)能是矢量，當(dāng)重力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的重力勢(shì)能減少D重力勢(shì)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(guò)程中重力一共做了多少功？重力勢(shì)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(guò)程中重力做正功，重力勢(shì)能減少250J。4質(zhì)量為m的均勻鏈條長(zhǎng)為L(zhǎng)，開(kāi)始放在光滑的水平桌面上時(shí)，有1/4的長(zhǎng)度懸在桌邊緣，如圖所示，松手后，鏈條滑離桌面，問(wèn)：從開(kāi)始到鏈條剛好滑離桌面過(guò)程中重力勢(shì)能變化了多少？減小15mgL/325、如圖U形管，左端開(kāi)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(shì)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(guò)光滑定滑輪連接，m放在傾角為θ的光滑