必修二_重力勢能LI

1、 第二節(jié) 重力勢能“和平號和平號”空間站殘片空間站殘片水電站 20022002年年9 9月月2121日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少100100人失蹤。人失蹤。 雪雪崩崩2 美國內華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是美國內華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5 5萬年前，一顆萬年前，一顆直徑約為直徑約為30305050米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約5050萬萬千克、速度達到千克、速度達到2020千米秒，爆炸力相當于千米秒，爆炸力相當于20002000萬千克梯恩梯

2、萬千克梯恩梯(TNT)(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產生了一個直徑約上產生了一個直徑約12451245米，平均深度達米，平均深度達180180米的大坑。據說，坑米的大坑。據說，坑中可以安放下中可以安放下2020個足球場，四周的看臺則能容納個足球場，四周的看臺則能容納200200多萬觀眾。多萬觀眾。 隕石坑隕石坑美國內華達州亞利桑那美國內華達州亞利桑那3打樁機工作現場造成這一切的根本原因都是什么？造成這一切的根本原因都是什么？一一、重力勢能、重力勢能物體由于被舉高而具有的能量叫物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢

3、能重力勢能小實驗小實驗 1、與高度有關、與高度有關 2、與質量有關、與質量有關 1）同一物體從不同高度下落到自己手）同一物體從不同高度下落到自己手上，感覺上，感覺 2）不同質量的物體從同一高度下落到）不同質量的物體從同一高度下落到自己手上，感覺自己手上，感覺 探究得到的結論：探究得到的結論：5 請同學們分別計算以下三種情況重力所做的功請同學們分別計算以下三種情況重力所做的功二、重力做功的特點GwmghcosGWmglmgh物體豎直下落物體豎直下落AhBm1h2h物體沿斜線運動物體沿斜線運動ABhmL2h1h12mghmgh12mghmgh6h1h2h3物體沿曲線運動物體沿曲線運動ABh2h1h

4、Ah 1mL L711coshmgmglW321WWWW321hmghmghmgWmgh21mghmgh )(321hhhmg由上述分析過程可得出怎樣的結論？由上述分析過程可得出怎樣的結論？思考：思考： 重力做功重力做功只跟它的起點和終點的位置只跟它的起點和終點的位置（高度差）有關（高度差）有關，與物體運動的路徑無關與物體運動的路徑無關。1. 重力做功的點重力做功的點： 2. 重力做功的大小等于物重跟起點高度的乘重力做功的大小等于物重跟起點高度的乘積積mgh1與物重跟終點高度的乘積與物重跟終點高度的乘積mgh2兩者兩者之差之差。即即：WG = mgh1 - mgh21.1.定義：物體的重力勢能

5、等于它所受重力與所定義：物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。處高度的乘積。2.2.公式：公式：3.3.單位：國際單位制中，焦耳單位：國際單位制中，焦耳(J)(J)。 4.4.重力勢能是重力勢能是標量標量，狀態(tài)量。，狀態(tài)量。5.5.重力勢能的變化重力勢能的變化 E EP P=mgh=mgh2 2-mgh-mgh1 1 Ep=mgh 重力做的功等于重力做的功等于“mghmgh”這個量的變化這個量的變化.在物理學中，在物理學中， “mghmgh”是一個有特殊意義的物理量是一個有特殊意義的物理量. 這這個物理量就是表示物體的個物理量就是表示物體的重力勢能。重力勢能。WG = mgh1 - m

6、gh2 = Ep1 - Ep214 重力做功與重力勢能變化關系重力做功與重力勢能變化關系重力做的功等于重力勢能的減少量重力做的功等于重力勢能的減少量 如果重力做如果重力做正功正功，重力勢能重力勢能減少減少，減少的重力減少的重力勢能等于重力對物體做的功勢能等于重力對物體做的功 如果重力做如果重力做負功負功，重力勢能重力勢能增加增加，增加的重力增加的重力勢能等于物體克服重力做的功勢能等于物體克服重力做的功即即 WG = Ep（1）若）若h1h2,WG0, Ep1 Ep2,重力勢能減少重力勢能減少（2）若）若h1h2,WG0, Ep1 Ep2,重力勢能增加重力勢能增加功是能量轉化的量度功是能量轉化的

7、量度1.重力勢能總是相對于某個水平面來說的，這個水平重力勢能總是相對于某個水平面來說的，這個水平面叫面叫參考平面參考平面把參考平面的高度取作零，在參考平把參考平面的高度取作零，在參考平面上的物體的重力勢能為面上的物體的重力勢能為0，稱參考平面為，稱參考平面為零勢能面零勢能面。 討論討論：重力勢能為零的物體是不是就沒重力勢能為零的物體是不是就沒有重力勢能？有重力勢能？2.參考平面選取不同，重力勢能的數值就不同可見，重力勢能參考平面選取不同，重力勢能的數值就不同可見，重力勢能具有具有相對性相對性選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的數值是選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的數值是不同的，但并不影響研

8、究有關重力勢能的問題，因為在有關的不同的，但并不影響研究有關重力勢能的問題，因為在有關的問題中，有確定意義的是重力勢能的差值，問題中，有確定意義的是重力勢能的差值，這個差值并不因選這個差值并不因選擇不同的參考平面而有所不同擇不同的參考平面而有所不同 3.選擇哪個水平面作為參考平面，可視研究問題的方便而定，選擇哪個水平面作為參考平面，可視研究問題的方便而定，通常選擇地面作為參考平面通常選擇地面作為參考平面重力勢能的正負表示大小重力勢能的正負表示大小對選定的參考平面而言，上方物體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；的高度是正值，重力勢能也是正值；下方物體的高度是負值，重力

9、勢能下方物體的高度是負值，重力勢能也是負值。也是負值。重力勢能為負，表示物重力勢能為負，表示物體在這個位置具有的重力勢能比在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。參考平面上具有的重力勢能少。重力勢能：3J 5J重力勢能是物體與地球組成的系統(tǒng)共同具有重力勢能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具有的。的，而不是地球上某一個物體單獨具有的。 思考：重力勢能是誰具有的呢思考：重力勢能是誰具有的呢? 平常所說的平常所說的“物體物體”的重力勢能，只是一種習慣簡的重力勢能，只是一種習慣簡化的說法?；恼f法。不只是重力勢能，任何形式的勢能，都是相應的物體不只是重力

10、勢能，任何形式的勢能，都是相應的物體系統(tǒng)由于其中各物體之間，或物體內的各部分之間存系統(tǒng)由于其中各物體之間，或物體內的各部分之間存在相互作用而具有的能，是由各物體的相對位置決定在相互作用而具有的能，是由各物體的相對位置決定的，屬于相應物體所組成的系統(tǒng)具有。的，屬于相應物體所組成的系統(tǒng)具有。 A.重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功 B.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零 C.在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等 D.相對不同的參考平面，物體具有不同數值的重力勢 能，但并不影響研究有關重力勢能1 1、關于重力勢能的幾種理解，可能正確的是、關于重力勢能的幾種理解，可能正確的是

11、( )( )CD2.關于重力勢能的幾種理解，正確的是關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、重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物 體做功體做功B、相對于不同的參考平面，物體具有不同數、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值的重力勢能，但這并不影響研究有關重 力勢能的問題力勢能的問題C、在同一高度將物體不論向何方向拋出，只、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、放在地面

12、的物體，它的重力勢能一定等于零 BC 塔吊把一質量為塔吊把一質量為200kg的物體，從距地面高為的物體，從距地面高為h1=10m的高度勻速運到高為的高度勻速運到高為h2=3m的地方，重力的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？若物體加做了多少功？物體的重力勢能如何變化？若物體加速或減速下降呢？速或減速下降呢？(g=10m/s-2)解：重力做功為：解：重力做功為： WG=mg(h1-h2)=14000J重力勢能變化為：重力勢能變化為： EP=Ep2-Ep1=mgh2-mgh1=-14000J重力勢能減少了重力勢能減少了14000J重力做正功重力勢能減少重力做正功重力勢能減少物體由于發(fā)生了

13、彈性形變而物體由于發(fā)生了彈性形變而具有的能量。具有的能量。 彈性勢能與形變的大小有關；彈性勢能與形變的大小有關； 彈性勢能與彈簧的勁度系數有關。彈性勢能與彈簧的勁度系數有關。（x 越大，越大，EP越大）越大）（k越大，越大，EP 越大）越大）olFolFololl k l FlWS面積在圖象中：-=拉力（變力）做功的計算方法：拉力（變力）做功的計算方法：微元法微元法彈力做功與彈性勢能變化的關系：彈力做功與彈性勢能變化的關系： 彈力做正功，彈性勢能減??；彈力做正功，彈性勢能減??； 彈力做負功，彈性勢能增大。彈力做負功，彈性勢能增大。彈性勢能的表達式彈性勢能的表達式: :221kxEP1.關于功和

14、能，下列說法正確的是（）關于功和能，下列說法正確的是（）A.功和能的單位相同，它們都是過程量功和能的單位相同，它們都是過程量B.做功的過程就是物體能量的轉化過程做功的過程就是物體能量的轉化過程C.物體做了多少功，就有多少能量物體做了多少功，就有多少能量D.功是能量的量度功是能量的量度 B2.下列關于動能的說法，正確的是下列關于動能的說法，正確的是( )A、運動物體具有的能量稱為動能、運動物體具有的能量稱為動能B、做勻速圓周運動的物體其速度大小不變，動能、做勻速圓周運動的物體其速度大小不變，動能不變不變C、兩物體的質量和動能相等，則它們速度、兩物體的質量和動能相等，則它們速度必相同必相同D、物體

15、的動能不變，說明物體的運動狀態(tài)不變、物體的動能不變，說明物體的運動狀態(tài)不變Bv3 3、對于以下關于重力勢能結論正確的是（、對于以下關于重力勢能結論正確的是（ ）A.A. 甲物體所處位置比乙物體高，甲物體勢能甲物體所處位置比乙物體高，甲物體勢能一定大于乙物體勢能一定大于乙物體勢能B.B.甲物體質量比乙物體質量大，甲物體勢能一甲物體質量比乙物體質量大，甲物體勢能一定大于乙物體勢能定大于乙物體勢能 vC.C.重力做正功時，物體的重力勢能一定變小重力做正功時，物體的重力勢能一定變小 D.D.放在地面的物體它的重力勢能一定為零放在地面的物體它的重力勢能一定為零C4、一個人站在陽臺上，以相同的速率，一個人站在陽臺上，以相同的速率，分別把三個質量相同的小球豎直向上拋分別把三個質量相同的小球豎直向上拋出、豎直向下拋出、水平拋出，不計空出、豎直向下拋出、水平拋出，不計空氣阻力，則從拋出到落地的過程，重力氣阻力，則從拋出到落地的過程，重力勢能的變化量（勢能的變化量（ ）A.上拋小球最大上拋小球最大 B.下拋小球最大下拋小球最大C.平拋小球最大平拋小球最大 D.三球一樣大三球一樣大D小 結一一、重力做功的特點：、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二、重力勢能：地球上的物體具有的