2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第8章機(jī)械能守恒定律第2節(jié)重力勢(shì)能課件

重力勢(shì)能高一年級(jí)物理資料資料資料資料

物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能叫作重力勢(shì)能。高空墜物的危害有多大？資料資料

重力勢(shì)能與物體所處的高度有關(guān)。重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)。資料資料物體高度發(fā)生變化時(shí)，重力做功，重力勢(shì)能發(fā)生變化重力做正功重力勢(shì)能減少重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加mgmg（1）一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從與地面高度為h1的位置A，豎直向下運(yùn)動(dòng)到高度為h2的位置B（如圖），這個(gè)過(guò)程中重力做的功是多少？WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2解：一、重力做的功：＝mgh1－mgh2WG1＝mglcosθ解：＝mgΔhBB′→B:WG2=0A→B′:A→B′→B:WG＝WG1+WG2＝mgh1－mgh2設(shè)物體沿斜面運(yùn)動(dòng)的距離為l，斜面與豎直平面的夾角為θ（2）質(zhì)量為m的物體從高度為h1的A點(diǎn)沿直線斜面運(yùn)動(dòng)到高度為h2的B′點(diǎn)（如圖），再由B′點(diǎn)水平運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則：這個(gè)過(guò)程中重力做的功是多少？（3）質(zhì)量為m的物體從高度為h1處的A點(diǎn)沿曲線運(yùn)動(dòng)到高度為h2的B點(diǎn)（如圖），則：重力所做的功是否還一樣呢？WG＝mg?h1＋mg?h2＋mg?h3＋…解：＝mg(?h1＋?h2＋?h3+…)＝mgh1－mgh2＝mgΔhWG＝mgh1－mgh2思考：若重力做的功與路徑有關(guān)，即對(duì)應(yīng)于同樣的起點(diǎn)和終點(diǎn)，重力對(duì)同一物體所做的功，隨物體運(yùn)動(dòng)路徑的不同而不同，我們還能把mgh叫作物體的重力勢(shì)能嗎？重力做功的特點(diǎn)：

物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。重力勢(shì)能BA4.重力勢(shì)能是地球和物體組成的系統(tǒng)所共有的。資料二、重力勢(shì)能：（EP）1.定義：物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能叫作重力勢(shì)能。2.表達(dá)式：

EP=mgh3.國(guó)際單位：

焦耳（J）

問(wèn)題1：A、B兩球置于二樓的地面上，其質(zhì)量分別為mA和mB（

且mA>mB），請(qǐng)比較A、B兩球重力勢(shì)能的大?。緼B問(wèn)題2：質(zhì)量m=0.5kg的小球，從桌面上方高h(yuǎn)1=1.2m的A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，桌面離地面的高度h2=0.8m。計(jì)算小球在A點(diǎn)、B點(diǎn)的重力勢(shì)能。(g取10m/s2)EP=mgh疑問(wèn)：h為多少呢？5.重力勢(shì)能的相對(duì)性：（1）物體的重力勢(shì)能總是相對(duì)于某一水平面來(lái)說(shuō)的，這個(gè)水平面叫作參考平面。在參考平面上，物體的重力勢(shì)能取為0。（2）選擇不同的參考平面，物體重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的，因此重力勢(shì)能具有相對(duì)性。（3）選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視研究問(wèn)題的方便而定，通常選地面作為參考平面。（4）對(duì)選定的參考平面而言，其重力勢(shì)能為0物體位于上方，重力勢(shì)能為正值；物體位于下方，重力勢(shì)能為負(fù)值。EP=0EP>0EP<06.量性：標(biāo)量（有大小、無(wú)方向）AB若EPA=5J，EPB=－6J則:EPA>EPB問(wèn)題1：A、B兩球置于二樓的地面上，其質(zhì)量分別為mA和mB（

且mA>mB），請(qǐng)比較A、B兩球重力勢(shì)能的大小？AB分析：（1）如果以一樓地面為參考平面，則EPA>EPB（3）如果以屋頂為參考平面，則EPA=EPB（2）如果以二樓地面為參考平面，則EPA<EPBEP=-mghEP=mgh問(wèn)題2：質(zhì)量m=0.5kg的小球，從桌面上方高h(yuǎn)1=1.2m的A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，桌面離地面的高度h2=0.8m。計(jì)算小球在A點(diǎn)、B點(diǎn)的重力勢(shì)能。(g取10m/s2)（1）以桌面為參考平面：EPA=mgh1=6J；EPB=-mgh2=-4J（2）以地面為參考平面：EPA=mg(h1+h2)=10J；EPB=0J6J-4J10J0J解：重力勢(shì)能具有相對(duì)性，那重力勢(shì)能的變化量是否也與參考平面有關(guān)呢？問(wèn)題3：質(zhì)量m=0.5kg的小球，從桌面上方高h(yuǎn)1=1.2m的A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，桌面離地面的高度h2=0.8m。計(jì)算整個(gè)下落過(guò)程中，小球重力勢(shì)能的變化量。(g取10m/s2)6J-4J10J0J減少10J減少10J重力勢(shì)能的變化量與選取的參考平面無(wú)關(guān)。問(wèn)題4：質(zhì)量m=0.5kg的小球，從桌面上方高h(yuǎn)1=1.2m的A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，桌面離地面的高度h2=0.8m。計(jì)算整個(gè)下落過(guò)程中，小球重力所做功為多少？(g取10m/s2)6J-4J10J0J減少10J減少10J10J10JWG＝mgΔh＝mg(h1+h2)=0.5×10×2J=10J三、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處：重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增大。WG>0，

EP初>EP末重力做正功，重力勢(shì)能減小物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處：WG<0，

EP初<EP末

WG＝EP初－EP末WG＝mgh1－mgh2

不會(huì)如果有空氣阻力存在，結(jié)論是否會(huì)發(fā)生變化？例：如圖所示，質(zhì)量為m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中達(dá)到的最高點(diǎn)2的高度為h。重力加速度為g。（1）足球由位置1運(yùn)動(dòng)到位置2時(shí)，重力做了多少功？足球的重力勢(shì)能增加了多少？（2）足球由位置2運(yùn)動(dòng)到位置3時(shí)，重力做了多少功？足球的重力勢(shì)能減少了多少？解：（1）WG＝－mgh，所以足球的重力勢(shì)能增加了mgh；（2）WG＝mgh，所以足球的重力勢(shì)能減少了mgh。（1）物體受豎直向上的拉力作用，向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，拉力做的功是1J，物體重力勢(shì)能的增加量不是1J。（2）物體受豎直向上的拉力作用，向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力做的功是1J，物體重力勢(shì)能的增加量不是1J。（3）物體運(yùn)動(dòng)，重力做的功是-1J，物體重力勢(shì)能的增加量不是1J。

（4）沒(méi)有摩擦?xí)r物體由A沿直線運(yùn)動(dòng)到B，重力做的功是-1J；有摩擦?xí)r物體由A沿曲線運(yùn)動(dòng)到B，重力做的功大于-1J。例：請(qǐng)判斷以下說(shuō)法是否正確？正確錯(cuò)誤錯(cuò)誤錯(cuò)誤

四、彈性勢(shì)能（EP）1.定義：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)能叫作彈性勢(shì)能。資料資料資料4.彈簧的彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系：3.彈簧處于原長(zhǎng)處時(shí)，彈性勢(shì)能為零。彈簧的彈力做功引起彈簧的彈性勢(shì)能發(fā)生變化。

彈力做了多少正功，彈性勢(shì)能就減少多少；

彈力做了多少負(fù)功，彈性勢(shì)能就增加多少。分析：小球以初速度v0沿光滑平面運(yùn)動(dòng)，與固定彈簧接觸后壓縮彈簧,至最短處后又被反向彈回。v0v（1）壓縮彈簧過(guò)程中：F（2）彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中：vF彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增大。彈力做正功，彈性勢(shì)能減小。勢(shì)能(位能)重力勢(shì)能彈性勢(shì)能重力勢(shì)能表達(dá)式：EP=mgh（國(guó)際單位為焦耳）重力勢(shì)能是地球和物體所組成的系統(tǒng)所共有的重力勢(shì)能具有相對(duì)性，與參考平面的選取有關(guān)重力勢(shì)能的變化與參考平面的選取無(wú)關(guān)重力做功的特點(diǎn)：與路徑無(wú)關(guān)WG＝EP初－E