7.4重力勢(shì)能-(人教版必修2)省公開課一等獎(jiǎng)全國示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

4重力勢(shì)能第1頁教學(xué)目標(biāo)1、了解重力勢(shì)能概念，會(huì)用重力勢(shì)能定義進(jìn)行計(jì)算。2、了解重力勢(shì)能改變和重力做功關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。3、知道重力勢(shì)能相對(duì)性。第2頁

蓬松白雪，給人以恬靜、漂亮感覺。然而雪崩暴發(fā)時(shí)，以排山倒海之勢(shì)，推毀沿途一切，給人類、自然界帶來災(zāi)難！引入雪崩９月２１日早晨，俄羅斯高加索北奧塞梯地域一個(gè)村莊發(fā)生雪崩，造成最少１００人失蹤。

第3頁

隕石坑美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那

美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米鐵質(zhì)流星撞擊地面結(jié)果。這顆流星重約50萬千克、速度到達(dá)20千米／秒，爆炸力相當(dāng)于萬千克TNT，超出美國轟炸日本廣島那顆原子彈一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約1245米，平均深度達(dá)180米大坑。聽說，坑中能夠安放下20個(gè)足球場(chǎng)，四面看臺(tái)則能容納200多萬觀眾。

第4頁物體一旦處于一定高度時(shí)，就含有了一定能量。而當(dāng)它從所處高處落下時(shí)，這些能量就會(huì)以做功方式釋放出來在初中我們已經(jīng)學(xué)過：物體因?yàn)楸慌e高而含有能量叫重力勢(shì)能．

那么重力勢(shì)能大小與什么相關(guān)，又怎樣定量表示呢?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個(gè)問題．第5頁一、重力做的功

設(shè)一個(gè)物體質(zhì)量為m.請(qǐng)同學(xué)們分別計(jì)算以下三種情況重力所做功第6頁分析第一個(gè)情況重力做功：WG＝mgh=mgh1－mgh2第7頁分析第二種情況重力做功：WG＝mglcosθ＝mgh=mgh1－mgh2第8頁分析第三種情況重力做功：WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋

···＝mg(Δh1＋Δh2＋

···)＝mgh=mgh1－mgh2第9頁一、重力做的功

設(shè)一個(gè)物體質(zhì)量為m.請(qǐng)同學(xué)們分別計(jì)算以下三種情況重力所做功第10頁結(jié)論經(jīng)過分析我們知道重力做功特點(diǎn)1、重力做功特點(diǎn)是與運(yùn)動(dòng)詳細(xì)路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)物體高度差相關(guān)，即WG=mgΔh不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，只要初末狀態(tài)高度差相同，重力做功就相同．2、“mgh”是一個(gè)含有特殊意義物理量。一方面與重力做功親密相關(guān)，另首先它隨高度改變而改變．恰與勢(shì)能基本特征一致。WG=mgh1-mgh2我們把物理量mgh叫做物體重力勢(shì)能．

第11頁二、重力勢(shì)能1、定義：物體重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度乘積．說明：重力勢(shì)能是標(biāo)量,狀態(tài)量．單位：焦耳，1J=1kg·m·s-2·m=1N·m重力勢(shì)能改變：ΔEP=mgh2-mgh1

Ep=mgh

m—物體質(zhì)量，單位：千克（kg）Ep—物體重力勢(shì)能，單位：焦（J）g—重力加速度，單位：米／秒2（m／s2）h—物體高度，單位：米（m）第12頁2、重力勢(shì)能和重力做功關(guān)系

WG=mgh1-mgh2

=Ep1-Ep2

=－ΔEpEP1=mgh1表示初位置重力勢(shì)能EP2=mgh2表示末位置重力勢(shì)能WG>0EP1>EP2重力做正功重力勢(shì)能減小WG<0EP1<EP2重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加第13頁WG=Ep1-Ep2

重力做功WG(正、負(fù)）重力勢(shì)能EP（增加、降低）重力做功和重力勢(shì)能改變關(guān)系物體上升物體下降正負(fù)降低增加重力做功等于重力勢(shì)能降低物體克服重力做功等于重力勢(shì)能增加14第14頁3、重力勢(shì)能的相對(duì)性高度h是相對(duì)于誰呢？選取不一樣參考平面，重力勢(shì)能數(shù)值不一樣（相對(duì)性）。通常選擇地面為參考平面。

重力勢(shì)能總是相對(duì)于某個(gè)水平面來說，這個(gè)水平面叫參考平面．在參考平面上，物體重力勢(shì)能取做0.說明對(duì)選定參考平面而言，上方物體高度是正值，重力勢(shì)能也是正值；下方物體高度是負(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)值。重力勢(shì)能為負(fù)，表示物體在這個(gè)位置含有重力勢(shì)能比在參考平面上含有重力勢(shì)能少。重力勢(shì)能正負(fù)表示大小重力勢(shì)能：－3J＞－5J第15頁h1h2AB例：如圖，質(zhì)量0.5kg小球，從桌面以上h1=1.2mA點(diǎn)落到地面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(shì)能小球在B點(diǎn)重力勢(shì)能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢(shì)能改變桌面地面6J-4J10J010J10J降低10J降低10J?選取不一樣參考平面,物體重力勢(shì)能數(shù)值不一樣?對(duì)一個(gè)確定過程，WG和△EP與參考面選擇無關(guān)第16頁當(dāng)然不能，因?yàn)榇藭r(shí)這個(gè)能量不能表示物體重力做功實(shí)際情況．當(dāng)摩擦力對(duì)物體做功時(shí)，我們能不能定義有一個(gè)摩擦力勢(shì)能存在呢?為何?不行，摩擦力做功與路徑相關(guān)。第17頁五、怎樣了解重力勢(shì)能是物體與地球這個(gè)“系統(tǒng)”所共有

總結(jié)：物體重力勢(shì)能與重力相關(guān)，而重力是地球與物體間相互作用力，若離開了地球，就談不上重力，所以，重力勢(shì)能是物體與地球所組成“系統(tǒng)”所共有。重力勢(shì)能是我自己！孩子，是咱們倆的??？第18頁

一、重力做功：與起點(diǎn)和終點(diǎn)位置相關(guān)．與物體路徑無關(guān)．二、重力勢(shì)能：物體重力勢(shì)能等于它所受重力和所處高度乘積．三、重力勢(shì)能相對(duì)性重力勢(shì)能與參考平面選取相關(guān)．但重力勢(shì)能改變量與參考平面選取無關(guān)．四、重力勢(shì)能系統(tǒng)性勢(shì)能是物體和地球所共有．

小結(jié)第19頁課堂練習(xí)1、沿著高度相同，坡度不一樣，粗糙程度也不一樣斜面將同一物體分別從低端拉到頂端，以下說法正確是（）A、沿坡度小斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)物體克服重力做功多B、沿坡度大，粗糙程度大斜面運(yùn)動(dòng)物體克服重力做功多C、沿坡度小，粗糙程度大斜面運(yùn)動(dòng)物體克服重力做功多D、不論沿什么樣斜面運(yùn)動(dòng)，物體克服重力做功相同，物體增加重力勢(shì)能也相同。D第20頁2、關(guān)于重力做功和物體重力勢(shì)能，以下說法正確是：A、當(dāng)重力對(duì)物體做正功時(shí)，物體重力勢(shì)能一定降低；B、物體克服重力做功時(shí)，物體重力勢(shì)能一定增加；C、地球上物體重力勢(shì)能都只有一個(gè)唯一確定值；D、重力做功多少與參考平面選取無關(guān)。

ABD第21頁3．一個(gè)實(shí)心鐵球和一個(gè)實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，以下結(jié)論中正確是A．鐵球重力勢(shì)能大于木球重力勢(shì)能B．鐵球重力勢(shì)能小于木球重力勢(shì)能C．鐵球重力勢(shì)能等于木球重力勢(shì)能D．上述三種情況都有可能B第22頁4、一質(zhì)量為5kg小球從5m高處下落,碰撞地面后彈起,每次彈起高度比下落高度低1m,求:小球從下落到停在地面過程中重力一共做了多少功?重力勢(shì)能怎么變？(g=9.8m/s2)解:小球下落高度為5mJJ重力做功與路徑無關(guān)第23頁5、如圖所表示，有一段長1.8m，質(zhì)量為2.4kg鏈條，放在高1.0m水平桌面上，有吊在桌面邊緣，以地面為零勢(shì)能參考平面，計(jì)算鏈條重力勢(shì)能.（g取9.8m/s2）

解析：因?yàn)殒湕l不在同一水平面內(nèi)，計(jì)算重力勢(shì)能要將鏈條分為兩段：2/3在桌面上，其重力勢(shì)能為：Ep1=m1gh1=×2.4×10×1.0J=16J

1/3吊在桌邊，其重心高度h2=1.0-0.3m=0.7m，則Ep2=m2gh2=×2.4×10×0.7J=5.6J，所以Ep=16+5.6J=21.6J.第24頁解析：設(shè)鏈子兩端分別為甲、乙，鏈子重心距甲端xm，距乙端ym，則x+y=1m提甲端，重心需提升ym，W甲=mgy=10J提乙端，重心需提升x