重力勢(shì)能探究彈性勢(shì)能表達(dá)式課件

關(guān)于重力勢(shì)能探究彈性勢(shì)能表達(dá)式第1頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三4重力勢(shì)能第2頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)目標(biāo)1.體驗(yàn)課本下落實(shí)驗(yàn)過程重力做功的變化，運(yùn)用邏輯推理找到重力做功的特點(diǎn)及做功與重力勢(shì)能的關(guān)系2.結(jié)合生活實(shí)例說(shuō)出重力勢(shì)能的相對(duì)性和重力勢(shì)能是物體和地球系統(tǒng)共有的3.類比重力勢(shì)能的探究過程，總結(jié)出彈性勢(shì)能的表達(dá)式第3頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三探究學(xué)習(xí)疑問區(qū)

探究重點(diǎn)：1.重力勢(shì)能的特點(diǎn)2.彈性勢(shì)能的表達(dá)式預(yù)習(xí)案3G4探究案二1

G1預(yù)習(xí)案1G2前黑板后黑板探究案一1G6探究案三G8第4頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三2002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。雪崩2（一）實(shí)例展示初步感知第5頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三

美國(guó)內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。它是5萬(wàn)年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約50萬(wàn)千克、速度達(dá)到20千米／秒，爆炸力相當(dāng)于美國(guó)轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。強(qiáng)烈的撞擊在地面上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說(shuō)，坑中可以安放下20個(gè)足球場(chǎng)，四周的看臺(tái)則能容納200多萬(wàn)觀眾。

3隕石坑（一）實(shí)例展示初步感知第6頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三

由以上實(shí)例可以知道，物體一旦處在一定高度時(shí)，就具有了一定的能量。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)。

重力勢(shì)能物體由于處在一定的高度而具有的能量是什么能量呢？這種能量的大小與哪些因素有關(guān)呢？想一想（一）實(shí)例展示初步感知第7頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三

用自己的課本做如下實(shí)驗(yàn)，根據(jù)感覺體會(huì)物體的重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)？

1、與高度有關(guān)。位置越高，重力勢(shì)能越大。

2、與質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大。（1）同一課本從不同高度下落到自己手上，感覺?

?

?

（2）不同質(zhì)量的課本從同一高度下落到自己手上，感覺?

?

?結(jié)論：（二）親身體驗(yàn)加深認(rèn)識(shí)做一做第8頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三Δh思考與討論：如圖，質(zhì)量為m的小球從高為h1的初位置沿三種不同的路徑運(yùn)動(dòng)到高為h2的末位置。請(qǐng)計(jì)算三種情況下重力做的功分別是多少？根據(jù)計(jì)算結(jié)果你能總結(jié)出重力做功的特點(diǎn)嗎？探究一、重力做功的特點(diǎn)W1=?W2=?W3=?第9頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三θLh1h2Δh……△h1△h2△h3△h4AAABBB豎直下落沿斜線運(yùn)動(dòng)沿曲線運(yùn)動(dòng)W1=mgΔh=mg(h1－h(huán)2)

=mgh1－mgh2

W2=mgLcosθ=mgΔh=mg(h1－h(huán)2)

=mgh1－mgh2微元法

W3=第10頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三

可見,重力做的功等于“mgh”這個(gè)量的變化.在物理學(xué)中，“mgh”是一個(gè)由特殊意義的物理量.就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢(shì)能。△hh2h1AB物體從A落到B的過程中,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)第11頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、表達(dá)式：1、定義：物體所受重力mg與所處高度h的乘積叫做物體的重力勢(shì)能。用Ep表示。3、單位：4、重力勢(shì)能有無(wú)方向？

閱讀課本，明確以下問題：Ep=mgh焦耳，符號(hào)為J無(wú)方向，是標(biāo)量。重力勢(shì)能第12頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三探究二、重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系物體向下運(yùn)動(dòng)，重力做

功，重力勢(shì)能

。物體向上運(yùn)動(dòng)，重力做

功，重力勢(shì)能

。判一判：如上圖，當(dāng)物體向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做什么功？重力勢(shì)能如何變化？請(qǐng)完成以下填空，自主回答。正減少負(fù)增加第13頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三①如果重力做正功，WG>0，則EP1>EP2，重力勢(shì)能減少，重力對(duì)物體做的功等于重力勢(shì)能的減少量。②如果重力做負(fù)功，WG<0，則EP1<EP2，重力勢(shì)能增加，物體克服重力做的功等于重力勢(shì)能的增加量重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的改變，重力做了多少功就有多少重力勢(shì)能發(fā)生改變。重力做功的表達(dá)式為：探究二、重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系第14頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三

腦筋急轉(zhuǎn)彎：

人從五樓窗臺(tái)上跳下來(lái)，為何平安無(wú)事？向里跳到五樓的地板上。算一算：若人的質(zhì)量為50kg,五樓窗臺(tái)距五樓地面的高度為1m，距樓外地面的高度為16m，g=10m/s2。則：1、相對(duì)五樓地面，人的重力勢(shì)能是多少？2、相對(duì)樓外地面，人的重力勢(shì)能是多少?500J8000J第15頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三

練一練:如圖有一個(gè)質(zhì)量0.5kg的小球從桌面以上高h(yuǎn)1=1.2m的A點(diǎn)落到地面上的B點(diǎn)，桌面的高為h2=0.8m。請(qǐng)按要求填寫下表(g=10m/s2)。6Jh1h2AB?選取不同的參考平面,物體的重力勢(shì)能的數(shù)值不同－4J10J減少10J10J0J10J減少10J?WG、△Ep與參考面的選取無(wú)關(guān)。比較、分析表格中的數(shù)據(jù)，有何特點(diǎn)？探究三、重力勢(shì)能的相對(duì)性第16頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三想一想：重力勢(shì)能跟重力做功密切相關(guān)，如果沒有了重力，物體還有重力勢(shì)能嗎？探究4、重力勢(shì)能的系統(tǒng)性沒有！溫馨提示：

嚴(yán)格地說(shuō)，重力勢(shì)能是地球與物體所組成的“系統(tǒng)”所共有的，平常所說(shuō)的“物體”的重力勢(shì)能，只是一種簡(jiǎn)化的說(shuō)法。第17頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、彈性勢(shì)能發(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，而具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能。彈簧的彈性勢(shì)能可能與哪些物理量有關(guān)？第18頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.猜想與假設(shè)與彈簧的形變量有關(guān)

?與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)?2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案3.實(shí)驗(yàn)方法控制變量法二、彈性勢(shì)能與什么有關(guān)第19頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三彈簧的彈性形變量越大，彈性勢(shì)能越大。彈簧的勁度系數(shù)（硬度）越大，彈性勢(shì)能越大。第20頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三彈簧的彈性勢(shì)能與形變量l

和勁度系數(shù)k

有關(guān)，那么，具體的表達(dá)式是什么？第21頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三

彈簧彈性勢(shì)能和形變量是正比關(guān)系嗎？

重力勢(shì)能與高度成正比關(guān)系第22頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能會(huì)是怎樣的？猜想與假設(shè)你能用所學(xué)的知識(shí)初步判斷上面給出的彈性勢(shì)能的表達(dá)式最有可能是哪個(gè)嗎？

聯(lián)系重力勢(shì)能，如果要證明你的“猜想”，你該怎么辦？第23頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三

轉(zhuǎn)化法：緩慢拉動(dòng)的過程中，拉力做的功等于克服彈力所做的功，等于彈性勢(shì)能的增加量

直接分析彈力做功，從而得到彈性勢(shì)能與彈力的關(guān)系可行嗎？怎樣解決這個(gè)難題？第24頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三Δl1…Δl2ΔlnF=F彈=

kllW1=F1

Δl1W2=F2

Δl2W3=F3

Δl3……W=W1+W2+W3+……F是恒力嗎？怎樣計(jì)算F做的功？F這個(gè)式子怎樣求和？第25頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三v0vOttv4t1t2t3t4v3v2v1v0vOttv0vOttv0vOttv0vOtt聯(lián)想：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系第26頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三F拉lF拉OllΔl1Δl2Δl3Δl5Δl4F2F3F4F5F1

拉力所做的功等于圖線與橫軸所圍的面積！F拉

=kl對(duì)應(yīng)：拉力做功與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系第27頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三F拉l三、彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式(1)l

為彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量，k

為彈簧的勁度系數(shù);(2)一般規(guī)定彈簧在原長(zhǎng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為零;(3)彈形勢(shì)能具有相對(duì)性，一般相對(duì)彈簧原長(zhǎng)時(shí)的彈性勢(shì)能;(4)彈形勢(shì)能具有系統(tǒng)性。第28頁(yè)，講稿共31頁(yè)，2023年5月2日，星期三彈簧彈力做正功，彈性勢(shì)能減少?gòu)椈蓮椓ψ鲐?fù)功，彈性勢(shì)能增加四、彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系OABO

點(diǎn)為彈簧的原長(zhǎng)彈簧彈力做正功，彈性勢(shì)能減少?gòu)椈蓮椓ψ鲐?fù)功，彈性勢(shì)能增加彈簧彈力做正功，彈性勢(shì)能減少?gòu)椈蓮椓ψ?/p>