4.4勢能課件-高一下學(xué)期物理教科版（2019）必修第二冊(cè)

1、4.4 勢能1.物體豎直下落 從 A 到 BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2 一、重力做功2.物體沿斜線運(yùn)動(dòng) 從 A 到 CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh23.物體沿曲線運(yùn)動(dòng) 從 A 到 Ch1h2h3AChAh 1LW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+ W=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3 + =mg （h 1+ h 2 + h 3 )=mg h =mgh1mgh2hh2h1AB4.物體從A落到B的過程中,重力做功 重力對(duì)物體做的功與路徑無關(guān),僅由物體的質(zhì)量和始末兩個(gè)位置的

2、高度差 決定。重力做功的特點(diǎn):5.重力做功特點(diǎn)當(dāng)物體的高度發(fā)生變化時(shí)，重力要做功。物體下降時(shí)：物體被舉高時(shí)：重力做正功重力做負(fù)功說明：做功的過程就是通過力傳遞能量的過程， 功是能量轉(zhuǎn)化的量度(如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，那么這個(gè)力一定對(duì)物體做了功） 可見,重力做的功等于mgh這個(gè)量的變化.在物理學(xué)中， 就用mgh這個(gè)物理量表示物體的重力勢能。1.定義：物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。2.單位：國際單位制中，焦耳(J)。 1J=1kgm.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（重力勢能的改變量） EP=mgh末-mgh初Ep=mgh(h為相對(duì)參

3、考平面的高度）二、重力勢能1、狀態(tài)量，是描述物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。 例如：位置、速度、動(dòng)能、角速度、壓強(qiáng)、溫度、體積、勢能等等都是狀態(tài)量。物質(zhì)系統(tǒng)在外界作用下，它的狀態(tài)將隨時(shí)間而發(fā)生變化，描述該系統(tǒng)狀態(tài)量也隨時(shí)間而發(fā)生變化2、過程量是描述物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)變化過程的物理量。 例如功、速度改變量等都是過程量，它們都與一定的物理過程相對(duì)應(yīng)。過程量與狀態(tài)量有何區(qū)別?類比拍照瞬間！好像錄像過程！計(jì)算重力勢能之前需要先選定參考平面 在參考面下方的物體的高度是負(fù)值，重力勢能也是負(fù)值。 參考平面的選取是任意的，一般選地面為參考平面在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；勢能是狀態(tài)量、標(biāo)量+、表示大?。ㄕ?/p>

4、值就比負(fù)值大）三、重力勢能的相對(duì)性高度是相對(duì)的，所以重力勢能也是相對(duì)的參考平面的高度取為零，在參考面上物體，重力勢能為零；例1.如圖，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(qǐng)按要求填寫下表(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(duì)一個(gè)確定的過程，WG和EP與參考面的選擇無關(guān)20注意：1、重力的功是標(biāo)量，有正負(fù)之分，重力做功的正負(fù)表明了重力相對(duì)于受力物體在效果上講屬

5、于動(dòng)力還是阻力。（功的正負(fù)不表示大小，比較功的多少時(shí)，不能帶正負(fù)號(hào)，即取絕對(duì)值比較）2、重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)表示了重力勢能的大?。ㄕ当硎疚矬w所在位置在參考面的上方且隨著距參考面距離的增大而增大，負(fù)值表示物體所在位置在參考面的下方且隨著距參考面距離的增大而減小，正值就比負(fù)值大），故比較物體重力勢能的大小時(shí)，要帶著正負(fù)號(hào)。 重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。也就是說，倘若沒有地球，就談不上重力。所以，嚴(yán)格說來，重力勢能是地球與物體所組成的這個(gè)“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨(dú)具有的。 重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)所有 .四、重力勢能的系統(tǒng)性 平常所說的“物體”的重力勢能，

6、只是一種習(xí)慣簡化的說法。五、重力做功與重力勢能變化關(guān)系重力做的功等于重力勢能的改變量的相反數(shù). 如果重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力對(duì)物體做的功 如果重力做負(fù)功，重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力做的功EP=EP末-EP初=mgh末-mgh初1 定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。六、彈性勢能彈簧的勁度系數(shù) 彈簧的伸長量或壓縮量 1.彈性勢能的表達(dá)式中可能涉及到的物理量 七、探究彈性勢能的表達(dá)式 1.拉伸過程的彈簧彈力是恒力還是變力？F=kx問題與思考2.怎樣求解變力做功？3.怎樣由拉力做功得出彈性勢能表達(dá)式？怎樣計(jì)算彈簧彈力做的功?八、計(jì)算彈簧彈力做

7、的功FWFx ?八、計(jì)算彈簧彈力做的功八、計(jì)算彈簧彈力做的功在各個(gè)小段上，彈力可近似認(rèn)為是不變的把彈簧伸長的過程分成很多微分思想足夠小的過程八、計(jì)算彈簧彈力做的功積分思想三、計(jì)算彈簧彈力做的功八、計(jì)算彈簧彈力做的功FxO彈簧的F-x圖象1.如圖所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，左端固定，不加外力時(shí)，右端在A處，今用力F緩慢向右拉彈簧，使彈簧伸長到B處，若規(guī)定彈簧自由長度的彈性勢能為零，則手克服彈簧彈力所做的功，等于彈簧的彈性勢能九、彈簧彈性勢能的表達(dá)式2.根據(jù)胡克定律Fkx畫出F隨x變化的圖線如圖所示，根據(jù)WFx知，圖線與橫軸所圍的面積應(yīng)等于F所做的功，即 彈力做功是絕對(duì)的，彈性勢能是相對(duì)的，與參考平

8、面的選取有關(guān)。 一般選擇彈簧的自由長度為零勢能參考位置,即彈簧處于原長時(shí)彈性勢能為0，十、彈力做功跟彈性勢能變化的關(guān)系如圖所示，O為彈簧的原長處1.物體由O向A運(yùn)動(dòng)(壓縮)或者由O向A運(yùn)動(dòng)(伸長)時(shí)，彈力對(duì)物體做負(fù)功，彈簧彈性勢能增大，其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢能2物體由A向O運(yùn)動(dòng)，或者由A向O運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力對(duì)物體做正功，彈簧彈性勢能減小，彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能3彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系W彈Ep彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系:彈力做多少正(負(fù))功，彈性勢能減少(增加)多少！1.沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端，下列說法正確的是()A沿坡度小的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多B沿坡度大，粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多C沿坡度小，粗糙程度大的斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多D不管沿怎樣的斜面運(yùn)動(dòng)，物體克服重力做功相同，物體增加的重力勢能也相同D課堂練習(xí)2.關(guān)于彈性勢能，下列說法中正確的是( )A任何發(fā)生彈性形變的物體，都具有彈性勢能B任何具有彈性勢能的物體，一定發(fā)生了彈性形變C物體只要發(fā)生形變，就一定具