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(共23张PPT)
重力势能
主讲老师俞俊雄
重力势能的概念
重力做功的特点
重力势能的表达式
重力势能的相对性
———目 录———
01
02
03
04
PART
01
重力势能的概念
重力势能：物体凭借其位置而具有的能量。
决定重力势能大小的因素：
定性分析得：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。
重力势能的概念
PART
02
重力做功的特点
物体竖直下落 从 A 到 B
A
Δ h
B
m
6
重力做功的特点
物体沿斜线运动 从 A 到 C
A
C
Δ h
θ
m
L
重力做功的特点
物体沿曲线运动
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
Δ h
A
△h 1
θ
m
L
7
重力做功与路径无关,
只跟始末位置的高度差Δh有关
8
重力做功的特点
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
Δ h
PART
03
重力势能的表达式
可见,重力做的功等于“mgh” 这个量的变化.
Δh
h2
h1
A
B
物体从A落到B的过程中,重力做功
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在物理学中， “mgh”是一个有特殊意义的物理量. 这个物理量就是表示物体的重力势能。
重力势能的表达式
m — 物体的质量，单位：千克（kg）
Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J）
g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
h —物体的高度，单位：米（m）
即：物体的重力势能等于物体的重力和它的高度的乘积．
12
讨论：物体在以下四种情况下，重力做功 与重力势能的关系？
1：物体从点A下落到B点的过程中，受到阻力作用.
2：物体从A点下落到B点后，再平移到与B点等高的C点.
3：物体从A点沿斜面滑到与B点等高的C点。
4：物体从B点上升到A点。
C
h1
h2
A
B
h
C
WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2
14
重力做功与重力势能变化关系
重力做的功等于重力势能的减少量
如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功
如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功
PART
04
重力势能的相对性
讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能呢？
计算重力势能之前需要先选定参考平面
在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
参考平面的选取是任意的 .
在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
势能是状态量、标量．+、–表示大小．
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重力势能的相对性
高度是相对的，所以重力势能也是相对的
重力势能属于物体和地球组成的系统 .
例 1
选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变( )
A.都具有不同的数值
B.都具有相同的数值
C.前者具有相同的数值，后者具有不同的数值
D.前者具有不同的数值，后者具有相同的数值
D
如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
参考 平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化
桌面
地面
6J
10J
-4J
0
10J
10J
-10J
-10J
h1
h2
A
B
选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关
20
例 2
起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？
物体克服重力做功为多少？
物体的重力势能变化了多少？
50000J
100000J
增加100000J
例 2
设正方向为向上，拉力为F，物体质量为m=1000kg，加速度为a=-5m/s2（因为是匀减速）,g取10m/s2
则F-mg=ma
F=mg+ma 得出F=5000N
那么功W= Fh=5000*10=50000J
物体克服重力做功W克= mgh =1000*10*10=100000J ，也就是十万焦耳
重力势能增加量=克服重力做功 =100000J
起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？
WHAT
01
重力势能的概念
02
03
04
章节总结
重力做功的特点
重力势能的表达式
重力势能的相对性
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