人教版高中物理必修2 4.重力勢能“衡水賽”一等獎

4.重力勢能美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。它是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質(zhì)流星強(qiáng)烈的撞擊在地面上產(chǎn)生了一個直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

隕石坑實(shí)例展示初步感知由以上實(shí)例可以知道，物體一旦處在一定高度時，就具有了一定的能量。而當(dāng)它從所處的高處落下時，這些能量就會以做功的方式釋放出來。

重力勢能實(shí)例展示初步感知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？

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

1、與高度有關(guān)：位置越高，重力勢能越大。

2、與質(zhì)量有關(guān)：質(zhì)量越大，重力勢能越大。（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???做一做親身體驗(yàn)加深認(rèn)識探究一重力做功的特點(diǎn)類型3類型2類型1BBΔh1Δh2Δh3?hh1h2Amg類型1:類型2:類型3:A1A2A3WG＝mg?h＝mgh1－mgh2WG＝mglcosθ＝mg?h＝mgh1－mgh2WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…

＝mg?h＝mgh1－mgh2lBθmgAAmg?h----高度差一重力做功特點(diǎn)

WG=mgh1-mgh2=mg?h

物體運(yùn)動時，重力對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)動的路徑無關(guān)。

物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個具有特殊意義的物理量。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能。用Ep表示。2、表達(dá)式3、單位：焦耳(J)（國際單位制）4、重力勢能是標(biāo)量二重力勢能Ep=mghhhhAhhhAhhhABBBEPB=-3mghEPA=2mghEPB=-2mghEPA=0EPA=-mghEPB=0重力勢能具有相對性，為了比較勢能的大小，應(yīng)選同一個參考面，處在參考面的物體的重力勢能為0，參考面上方的物體的重力勢能是正數(shù)，參考面下方的物體的重力是負(fù)數(shù)。重力勢能的變化量△Ep＝EPB－EPA＝-2mgh重力勢能的相對性重力勢能的系統(tǒng)性

嚴(yán)格說來，重力勢能是地球和物體所組成的這個物體“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨(dú)具有的。

平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種習(xí)慣簡化的說法。問題與思考重力勢能的改變和重力做功之間有怎樣的關(guān)系呢？WG＝－（EP2－EP1

）1、當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動時：重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2重力勢能減小2、當(dāng)物體由低處向高處運(yùn)動時：重力做負(fù)功，即WG＜０，EP1＜EP2重力勢能增大重力做功對應(yīng)著重力勢能的變化三重力做功與重力勢能的關(guān)系例：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-10J

選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同

對一個確定的過程，WG和△EP與參考平面的選擇無關(guān)20h1h2AB7－4－1B小試身手2.一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處下落,碰撞地面后彈起,每次彈起的高度比下落高度低1m,求:小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功?(g=9.8m/s2)重力做功與路徑無關(guān)解:

小球下落高度為5mWG=mg?h=5*9.8*5=245J3、如圖7－4－2所示，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)以桌面處為參考平面，則小球落到地面前瞬間的重力勢能為(

)．

A．mgh

B．mgH C．mg(h＋H) D．－mgh圖7－4－2D4、質(zhì)量為m的物體從地面上方H高處由靜止釋放，落在地面后出現(xiàn)一個深度為h的坑，如圖所示，在此過程中 A．重力對物體做功為mgHB．重力對物體做功為mg(H＋h)C．物體的重力勢能減少了mg(H＋h)D．物體的重力勢能增加了mg(H＋h)BC5、質(zhì)量為m的物體，沿傾角為α的光滑斜面由靜止下滑，當(dāng)下滑t時間時重力勢能減少量