资源简介

(共27张PPT)
第八章 机械能守恒定律
2 重力势能
c
导入新课
导入新课
蓬松的白雪给人以恬静、美丽的感觉。然而雪崩爆发时，以时速250英里的急速狂奔，摧毁所到之处的一切。
为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？
因为它们具有潜在能量。只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。
一、重力做的功
1.如图，一个质量为m的物体，从高度h1位置，竖直向下落到高度为h2的位置．这一过程中重力所做的功是多少？
2.如图，质量为m的物体从高度h1的A点，沿着长为l倾斜的光滑的直线AB向下运动到高度h2的B点。这一过程中重力所做的功是多少？
交流讨论
WG ＝ mgΔh ＝ mgh1 － mgh2
WG ＝ mgl cos θ＝mgΔh ＝ mgh1 － mgh2
h2
h1
A
B
l
h1
h2
m
m
一、重力做的功
3.如图，质量为m的物体从高度h1处的A点沿曲线运动到高度h2的B点．这一过程中重力所做的功是多少？
4.重力做功有什么特点？
重力做功只与初末位置的高度差有关
WG＝ mgl cos θ＝mgΔh ＝ mgh1 － mgh2
A
B
h1
h2
m
一、重力做的功
1.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
梳理深化
2.表达式：WG ＝mgh1 － mgh2（其中 h1、h2 分别表示物体的起点和终点的高度）或写成 W＝mgh（h 为物体始末位置的高度差）。
3.重力做功的正负：物体被举高时，重力做负功；
物体下降时，重力做正功。
一、重力做的功
巩固提升
A．-mghA B．-mghB C．-mghC D．mgl
例1.小球从 O 点沿曲线滑至 C 点，滑行路程为 l，如图所示。图中各点对应的高度分别为 hO＝0、hA、hB 和 hC，则重力对小球做的功为（ )
C
O
A
B
C
一、重力做的功
练习1.在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v0分别上抛、平抛、斜抛，那么以下说法中正确的是( )
A．从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等
B．因物体的轨迹不同，重力做功不相等
C．从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等
D．如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力做功不
相等
A
二、重力势能
1.我们已经总结重力做功的表达式：WG ＝mgh1 － mgh2，分析mgh具有什么特殊意义？阅读课本第80页，了解什么是重力势能？
交流讨论
mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做的功的密切相关，另一方面它随着高度的增加而增加，随着质量的增加而增加，恰好与重力势能的基本特征一致。
2.质量m = 0.5kg的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8m。以桌面为
重力势能的参考平面：
（1）计算小球在A点、B点的重力势能。
EP1=mgh1=6J、 EP2=mgh2=-4J
（2）写出重力做功和重力势能变化的关系式。
WG ＝mgh1-mgh2＝ EP1 － EP2＝10J
二、重力势能
h2
h1
A
B
1.重力势能
(1)定义：物体由于被举高而具有的能量。
(2)大小：等于物体所受重力与所处高度的乘积，即EP=mgh。是标量。
(3)单位：国际单位是焦耳，符号为 J。
梳理深化
二、重力势能
梳理深化
2.重力做功与重力势能变化的关系
(1)表达式：WG=EP1-EP2=mgh1-mgh2。
(2)两种情况：
①当物体由高处运动到低处时，重力做正功，WG>0，
即EP1>EP2，重力势能减少；
②当物体由低处运动到高处时，重力做负功，WG<0，
即EP1二、重力势能
巩固提升
二、重力势能
例2.如图所示，质量为m的小球从曲面左侧上的
A点滚下，经过最低点后滚到曲面右侧上的B点。
已知A点距最低点的高度为h1，B点距最低点的
高度为h2。求小球从A点滚到B点的过程中，重力做了多少功？小球的重力势能变化了多少？
重力做的功为:W＝mgΔh＝mg(h1-h2)
高度减小，重力做正功，所以重力势能减少，且减少的重力势能等于重力所做的功，故小球的重力势能减少了mg(h1-h2)。
二、重力势能
练习2.一只100 g的球从1.8 m的高度处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g＝10 m/s2)(　 　)
A.重力做功为1.8 J
B.重力做了0.55 J的负功
C.球的重力势能一定减少0.55 J
D.球的重力势能一定增加1.25 J
C
三、重力势能的相对性
1.小球的重力势能是多少？mgh1还是mg (h1+h2)？
交流讨论
在确定物体重力势能时要选取零参考面
2.如图所示，幼儿园小朋友正在玩滑梯．
(1)小朋友在滑梯最高点时的重力势能一定为正值吗？在地面上时的重力势能一定为零吗？
(2)小朋友沿滑梯下滑时，重力势能怎么变化？小朋友从最高点滑落到地面过程中重力势能的变化与参考平面的选取有关吗？
h2
h1
A
B
不一定
减小；无关
三、重力势能的相对性
1.重力势能的两个性质：
(1)重力势能的相对性：由于重力势能表达式为EP＝mgh，高度h的相对性决定了重力势能具有相对性。
(2)重力势能变化的绝对性：物体在两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体的重力势能的变化量与参考平面的选取无关。
梳理深化
三、重力势能的相对性
2.参考平面的选取：
(1)参考平面的选取是任意的，并以方便为原则。
(2)通常选地面为参考平面。
3.重力势能有正负:
（1）Ep>0 物体处于参考平面的上方；
（2）Ep=0 物体处于参考平面；
（3）Ep<0 物体处于参考平面的下方。
（4）重力势能是标量，“+” “-”只代表大小，不代表方向。
三、重力势能的相对性
巩固提升
例3. 质量为3 kg的物体放在高4 m的平台上，g取10 m/s2，求：
(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？
(2)物体相对于地面的重力势能是多少？
(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？
(1)以平台为参考平面，物体的重力势能为0。
(2)以地面为参考平面，物体的重力势能
Ep=mgh＝3×10×4 J=120 J
(3)以地面为参考平面，物体落到地面，重力势能变化了
ΔEp=120 J-0＝120 J即重力做功120 J。
三、重力势能的相对性
练习3.如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取9.8 m/s2)
(1)以桌面为参考平面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？
(2)以地面为参考平面，计算物体具有的势能，并计算
物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？
0.8m
0.4m
三、重力势能的相对性
解析:(1)以桌面为参考平面，物体具有的重力势能
Ep1＝mgh1＝2×9.8×0.4 J＝7.84 J.
物体落至地面时，物体的重力势能为
Ep2＝mgh2＝2×9.8×(-0.8) J＝-15.68 J，
因此物体在此过程中的重力势能减少量
ΔEp＝Ep1-Ep2＝7.84 J-(-15.68) J＝23.52 J.
0.8m
0.4m
练习3.如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取9.8 m/s2)
(1)以桌面为参考平面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？
三、重力势能的相对性
解析：以地面为参考平面，物体具有的重力势能
E′p1＝mgh′1＝2×9.8×(0.8+0.4) J＝23.52 J.
物体落至地面时，物体的重力势能为E′p2＝0.
在此过程中，物体的重力势能减少量为
ΔE′p＝E′p1－E′p2＝23.52 J－0＝23.52 J.
0.8m
0.4m
练习3.如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取9.8 m/s2)
(2)以地面为参考平面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？
四、弹性势能
1.水平面上把物块向左压弹簧一定距离后处于静止状态，然后释放物块，会看到什么现象？说明了什么？
交流讨论
物块向右先加速再减速，说明压缩的弹簧具有能量——弹性势能
2.在弹性限度内，弹簧的被压缩程度越大，释放木块滑行的距离约远，说明弹簧的弹性势能与那些因素有关？
弹簧自身的劲度系数和形变程度
四、弹性势能
3.小朋友用力把弹簧拉长，弹簧弹力对弹簧做什么功？弹簧弹性势能如何变化？若释放弹簧呢？
做负功，弹性势能增加；
做正功，弹性势能减小
四、弹性势能
1.弹性势能的定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫作弹性势能。
2.弹性势能大小的相关因素：弹簧的劲度系数和弹簧的形变量。
梳理深化
3.弹力做功与弹性势能的变化的关系：
弹簧弹力做正功，弹簧的弹性势能减小；
弹簧弹力做负功，弹簧的弹性势能增大。
四、弹性势能
巩固提升
例4.如图所示，质量相等的两木块中间连有一弹簧，用
力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面。开始时物体A
静止在弹簧上面。设开始时弹簧的弹性势能为EP1 ，
B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为EP2，则关于EP1、EP2大小关系及弹性势能变化ΔEP说法中正确的是(　　)
A.EP1=EP2　　B.EP1>EP2 C.ΔEP>0 D.ΔEP<0
A
四、弹性势能
练习4.宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中蕴含了一些物理知识。关于拉弓过程，下列说法正确的是 (　 　)
A.人对弓的作用力大于弓对人的作用力
B.人对弓的作用力小于弓对人的作用力
C.弓的弹性形变越大，弹性势能就越大
D.弓的弹性形变越大，弹性势能就越小
C
课堂小结
势能
重力势能
弹性势能
重力做功
特点：只与初末位置有关、与路径无关
公式：WG=mg△h
定义：物体由于被举高而具有的能
相对性
参考平面的选取
正负号的物理意义
重力做功与重力势能变化的关系：WG=EP1-EP2
定义：发生弹性形变的物体的各个部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的能
相关因素
形变量
劲度系数

展开更多......

收起↑