重力勢能課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

第八章

第2節(jié)重力勢能010203目錄重力勢能彈性勢能重力做的功04總結(jié)提升教學(xué)目標(biāo)1.通過不同路徑重力做功的分析，歸納出重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)（重點(diǎn)）2.理解重力勢能的表達(dá)式。通過重力做功與重力勢能變化的關(guān)系體會功能關(guān)系（難點(diǎn)）3.知道重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān)，及重力勢能具有相對性，但重力勢能的變化量與參考平面選取無關(guān)（難點(diǎn)）4.了解彈性勢能的決定因素當(dāng)山坡積雪內(nèi)部的內(nèi)聚力抗拒不了它所受到的重力拉引時(shí)，便向下滑動，引起大量雪體崩塌的自然現(xiàn)象叫雪崩。這個(gè)隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的流星撞擊地面的結(jié)果。這顆鐵質(zhì)流星重約50萬千克、速度達(dá)到20千米／秒，爆炸力相當(dāng)于2000萬千克TNT，據(jù)說，坑中可以安放下20個(gè)足球場。美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑問題與思考為什么雪崩能造成很大的危害？為什么隕石能撞擊出很大的坑？為何要拒絕高空拋物？水力發(fā)電站為什么要修建很高的大壩？第一部分：重力做的功初中我們已經(jīng)定性地學(xué)習(xí)了重力勢能，物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢能就越大。這一節(jié)我們來進(jìn)一步定量地研究重力勢能。你認(rèn)為重力勢能的表達(dá)式應(yīng)該是怎樣的呢？問題與思考第一部分：重力做的功WG=mg?h=mg(h1－h(huán)2)=mgh1－mgh2WG=mgLcosθ=mg?h

=mg(h1－h(huán)2)

=mgh1－mgh2WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…＝mgΔh＝mgh1－mgh2重力做功特點(diǎn):

分析表明重力做功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置的高度差有關(guān)，而跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)。WG

=mgh1－mgh2“mgh”具有特殊的意義它與重力做功有關(guān)，又與重力勢能的基本特征一致物理學(xué)上把mgh叫做重力勢能第一部分：重力做的功隨高度的增加而增加隨質(zhì)量的增加而增加第二部分：重力勢能1.概念：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。3.國際單位：焦耳(J)1kg·m/s2·m=1N·m=1J2.大?。篍p=mgh4.重力勢能是標(biāo)量，狀態(tài)量。基本知識重力做功與重力勢能的關(guān)系1.當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動時(shí)：重力做

功，重力勢能

。2.當(dāng)物體由低處向高處運(yùn)動時(shí)：重力做

功，重力勢能

。正減少負(fù)增加初態(tài)的重力勢能末態(tài)的重力勢能高度重力勢能的變化量第二部分：重力勢能重力勢能的性質(zhì)相對性系統(tǒng)性1.參考平面：人為選定的高度定為零水平面。2.重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)，且正負(fù)表示大小。地球說：朋友這是咱們倆的！物體說：重力勢能是我自己的！物體重力勢能與重力做功密切相關(guān)，而重力是地球與物體間的相互作用力，若離開了地球或物體，就談不上重力，所以，重力勢能是物體與地球所組成的“系統(tǒng)”所共有的。平常只說物體具有的重力勢能，是一種簡化的說法。絕對性h1h2AB△Ep的絕對性選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同,對一個(gè)確定的過程，WG和△EP與參考平面的選擇無關(guān)。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量桌面地面

6J10J

-4J010J10J-10J-10J說明：（1）在參考平面上，物體的重力勢能為零(又稱零勢能面)。（2）重力勢能具有相對性，計(jì)算時(shí)必須事先選定參考平面。（3）參考平面的選取是任意的，視問題處理方便為原則；通常選擇地面或最低點(diǎn)為參考平面。（1）若物體在參考面，h=0故Ep=0（2）若物體在參考面上方，則h＞0為正值，Ep也是正值；（3）若物體在參考面下方，則h＜0為負(fù)值，Ep也是負(fù)值；桌面光滑，在O點(diǎn)時(shí)彈簧處于原長，物塊由A處靜止釋放問題1：物體由A向O運(yùn)動的過程中，彈力做什么功？彈性勢能如何變化？問題2：物體由O向A′運(yùn)動的過程中，彈力做什么功？彈性勢能如何變化？問題3：在A、A′處彈性勢能有什么關(guān)系？生活中有許多這樣的例子，這些物體都發(fā)生了彈性形變，物體的各部分之間由于有彈力的相互作用，而具有勢能，這種勢能就叫作彈性勢能。第三部分：彈性勢能定義彈力做功與彈性勢能的關(guān)系物塊-彈簧模型做正功，彈性勢能減小做負(fù)功，彈性勢能增加彈性勢能相等【總結(jié)】彈力做功與彈性勢能的關(guān)系：彈性勢能的變化只與彈力做功有關(guān)，彈力做負(fù)功，彈性勢能增大，反之則減小。WF彈＝EP1－EP2＝

-△EP彈力做的功初態(tài)的彈性勢能末態(tài)的彈性勢能關(guān)系：彈力做功是彈性勢能變化的量度。因彈力F與形變量l成正比，故彈力的平均值為：克服平均彈力對這段位移做的功：彈性勢能表達(dá)式推導(dǎo)第三部分：彈性勢能平均力法圖像法F彈l胡克定律：F=klFxOFl圖線與橫軸所圍面積表示力F所做的功，即：課堂小結(jié)重力做功重力勢能重力勢能的性質(zhì)與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的豎直高度差有關(guān)WG=EP初

-

EP末1.重力勢能是相對的,正負(fù)表示大小,重力勢能的變化是絕對的。2.重力勢能是地球與物體組成“系統(tǒng)”所共有的。

Ep=mgh第四部分：總結(jié)提升彈力做功彈性勢能彈性勢能