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必修2 第8章 机械能守恒定律
第2节 重力势能
知识回顾
势能
————相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能量
重力势能
——物体由于被举高而具有的能量
质量越大，所处的位置越高，重力势能越大
问题：重力势能与物体的质量、所处的位置有怎样的定量关系？
我们应该从哪里入手研究？
一、重力做功
请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功
h
h1
h2
A
A
A
B
B
B
A
B
h1
h2
h
θ
L
m
A
C
h1
h2
h
h1
h2
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
1.物体竖直下落
2.物体沿斜线运动
3.物体沿曲线运动
一、重力做功的特点
结论：重力做功的特点
重力做功与路径无关,
只跟始末位置的高度差h有关！
A
B
h1
h2
h
θ
L
m
A
C
h1
h2
h
h1
h2
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
在物理学中，就用这个物理量表示物体的重力势能
重力势能的表达式：
即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．
物体的质量，单位：千克（kg）
重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
物体的高度，单位：米（m）
物体的重力势能，单位：焦（J）
二、重力势能：
我们把物理量 mgh 叫做物体的重力势能
常用Ep表示
重力势能的相对性
h
h
h
B
B
B
EPA=2mgh
EPA=0
EPA=-mgh
重力势能与参考面选择有关：
参考面选取不同，物体重力势能的数值不同
EPB=0
EPB=-2mgh
EPB=-3mgh
质量为m的物体分别置于A、B位置时，选择不同的零势能面---参考面
A
A
A
零势面
零势面
零势面
【例如】 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)
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
6J
10J
-4J
10J
10J
-10J
-10J
0J
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；
势能是标量．
说明：
+、–表示大小
h
m
参考平面
在参考面上的物体的高度是零，重力势能也是零；
h'
物体在两点间重力势能的变化与参考面无关.
B
B
B
EPA=2mgh
EPA=0
EPA=-mgh
EPB=0
EPB=-2mgh
EPB=-3mgh
A
A
A
零势面
零势面
零势面
重力势能的变化:
=EPB-EPA
=-2mgh
质量为m的小球
A B
（h1、h2分别表示初末位置物体所处高度
h表示初末位置的高度差）
h1
h2
h
推导：
重力做正功，
重力势能减少
重力做负功，
重力势能增加
初态的重力势能
末态的重力势能
重力势能的变化量
三、重力势能的变化与重力做功的关系：
1.当物体由高处向低处运动时：
2.当物体由低处向高处运动时：
重力做正功，重力势能减小,
重力做负功， 重力势能增大,
减少的重力势能等于重力对物体做的功
增加的重力势能等于物体克服重力做的功
三、重力做功和重力势能变化的关系
重力势能
1、定义：
物体所受的重力与所处的高度的乘积
2、公式：
3、单位：
kg(m/s2)m
N.m
J
4、标量：
正负表示大小
6、关系：
高度下降，重力做正功，重力势能减小
高度上升，重力做负功，重力势能增加
h1
h2
h
A
B
5、系统性
h
Ep是我的，因为重力势能和我的重力、高度有关。
重力势能也有我的贡献，没有我，你就没有了重力，重力也不会对你做功，Ep是我们共有的
平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。
系统性！
重力势能归属权之争：
物体和地球 共同拥有
重力势能
课堂训练
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量( )
A.都具有不同的数值
B.都具有相同的数值
C.前者有相同的数值，后者有不同的数值
D.前者有不同的数值，后者有相同的数值
D
2.关于重力做功和物体的重力势能，正确的是 ( )
A.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少
B.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
C.地球上一个物体的重力势能都是确定值
D.重力做功的多少与参考平面的选取无关
3、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则( )
A、重力做功为50J；
B、物体的重力势能一定增加了50J；
C、物体的动能一定减少50J；
D、重力做了50J的负功。
BD
A
B
C
4．如图所示一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是 ( )
A．沿AB面重力做功多
B．沿两个面重力做的功相同
C．沿AB面重力势能减少多
D．沿两个面减少的重力势能相同
B D
5.物体在匀速运动过程中，克服重力做功为50J，则( )
A.重力做功为50J；
B.物体的重力势能一定增加了50J；
C.物体的能量保持不变；
D.重力做了50J的负功。
BD
6.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
A.重力势能的大小只由物体本身决定
B.重力势能恒大于零
C.在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
D.重力势能是物体和地球所共有得
D

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