资源简介

(共23张PPT)
第一节 机械功
鲁科2019
高中物理必修二
第一章 功和机械能
第四节 势能及其变化
新课导入
物体因高度而具有的能量
1.重力势能
2.重力做功与重力势能改变的关系
3.弹性势能及其改变
4.课堂小结
目 录
新课教学
重力势能
一
物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能
重力势能
一、重力势能
高处的石头
举高的重锤
拦在高处的水
重力势能的大小与哪些因素有关呢？
猜想与假设：
探究影响重力势能的影响因素
质量
高度
实验方法：
控制变量法
（1）让同一块橡皮泥从不同高度静止下落，观察小桌的下陷情况。
（2）让不同质量的橡皮泥从相同高度静止下落，观察小桌的下陷情况。
质量一定，高度越高，
重力势能越大
高度一定，质量越大，
重力势能越大
实验结论：
重力势能
一、重力势能
2、物理学中，物体的重力势能表示为：
1、定义：物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能
Ep
3、重力势能是标量
4、国际单位：
焦耳，符号为 J
5、重力势能具有相对性
有人从五楼窗台上跳下来，为什么一点事也没有？
脑筋急转弯：
因为他向里跳到五楼的地板上。
算一算：若人的质量为50kg,五楼窗台距五楼地面的高度为1m，距楼外地面的高度为16m，g=10m/s2。则：
1、相对五楼地面，人的重力势能是多少？
2、相对楼外地面，人的重力势能是多少
500J
8000J
处同一位置的物体因选取的参考面不同，其重力势能是不同的。
重力势能的相对性
重力势能具有相对性
处于参考面上的物体重力势能为零。因此参考面也称为零势能面。
零势能参考面
mgh2
mg(h1+h2)
0
0
mgh1
-mgh2
0
-mgh1
-mg(h1+h2)
计算物体的重力势能必须先选取零势能参考面
重力势能
重力势能的相对性
①物体所处的高度总是相对一定的水平参考面而言，相对于不同的水平参考面，物体所处的高度是不同的。因此重力势能也是不同的。
②求物体的重力势能必先确定零势能面，计算式中的h即为物体重心与零势能面的相对高度。当物体重心在零势能面上方时重力势为正，在零势能面下方为负。
③如果为了比较势能的大小，应选同一个参考面
④参考面选取可以是任意的
重力势能的相对性
新课教学
重力做功与重力势能改变的关系
二
滑雪者质量为 m（可视为质点），从 A 点滑向 C 点，位移为 l，与竖直方向的夹角为 θ，A 点离水平面的高度为 h1 ，C 点离水平面的高度为 h2 。
例析
求：1、滑雪者从A点滑到C点的过程重力做的功。
解：由功的定义可得重力做的功：
又：
或
重力做功与路径无关
首末位置高度差
滑雪者质量为 m（可视为质点），从 A 点滑向 C 点，位移为 l，与竖直方向的夹角为 θ，A 点离水平面的高度为 h1 ，C 点离水平面的高度为 h2 。
例析
求：2、滑雪者从A点滑到C点的过程重力势能的变化
在A点的重力势能：
在B点的重力势能：
重力势能变化：
2、当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即WG＜０，EP1＜EP2重力势能增大
重力所做的功
重力势能的变化
决 定
二、重力做功与重力势能改变的关系
1、当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2重力势能减小
高处的物体在下落时对外做功，因此，重力势能可视为一种被暂时存储起来的潜在能量。
在江河中修筑堤坝提高水位，就可以利用水的重力势能发电
建筑工地常用的打桩机就是把重力势能转化为动能。
重力势能的转化
重力势能可根据需要转化为其它形式的能量。
拉满弦的弯弓在恢复原状时能把利箭发射出去
撑杆跳运动员利用手中弯曲的杆弹跳出去
可见，发生弹性形变的物体在恢复原状的过程中能够做功，说明它具有能量。
弹性势能
新课教学
弹性势能
三
物理学中，把物体因为发生弹性形变而具有的能量称为弹性势能。
探究影响弹簧弹性势能大小的因素
将圆珠笔里的弹簧取出，再用硬卡纸做个小纸帽，套在弹簧上，用力将小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放开手，看看小纸帽能弹多高。
（1）用大小不同的力，使弹簧产生大小不同的弹性形变，看小纸帽弹起的高度有什么不同？
（2）换用不同劲度系数的弹簧，看小纸帽弹起的高度有什么不同？
注意：不要用力太大，小纸帽弹得太高，造成不必要的麻烦
上述实验说明：用力越大，弹簧弹性形变 ，弹簧的弹性势能 ，弹簧对外做功越多。
越大
越大
三、弹性势能
A
B
h2
h1
重力势能与物体的相对高度有关
弹性势能与形变物体各部分之间的相对位置有关
势能：由相对位置决定的能量。
势能是存储于一个系统内的能量，不是物体单独所具有的，而是相互作用的物体所共有的。比如：重力势能就是物体与地球所组成的系统所共有的，没有地球， 就谈不上重力，也谈不上重力势能。
对比
弹簧弹力的功与弹性势能的改变有何关系
重力做正功：重力势能减少
重力做负功：重力势能增加
重力做的功与重力势能的改变有何关系？
弹力做正功：弹性势能减少
弹力做负功：弹性势能增加
WG= -△EP
W弹= -△EP
类比
做功与势能的变化关系
1. 一举重运动员将质量为 160 kg 的杠铃从地面举到了 1.8 m 的高度。取重力加速度 g = 10 m/s2。在此过程中，他对杠铃做了多少功？杠铃的重力势能改变了多少？
2. 如图所示，质量为 M 的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧。用手拉住弹簧上端将物体缓缓提升高度 H，则人做的功（ ）
A. 等于 MgH B. 小于 MgH C. 大于 MgH D. 无法确定
C
例题
课堂小结
一、重力势能
EP=mgh
h是物体重心与参考面之间的相对高度
WG=- Ep
二、重力做功与重力势能的变化
三、弹性势能及其变化
W弹=- Ep

展开更多......

收起↑