资源简介

(共37张PPT)
8.2 重力势能
高中物理必修第二册课件
主讲老师：xxx
高中物理必修第二册课件
重力做的功
重力势能
重力势能的相对性
弹性势能
拒绝高空抛物，你行动了吗？
01.
高中物理必修第二册课件
问题与思考
02.
高中物理必修第二册课件
水力发电站为什么要修建很高的大坝？
为何要拒绝高空抛物？
问题与思考
03.
高中物理必修第二册课件
初中我们已经定性地学习了重力势能，物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。
这一节我们来进一步定量地研究重力势能。你认为重力势能的表达式应该是怎样的呢？
重力做的功
第一部分
感受重力势能
01.
高中物理必修第二册课件
2.一个10kg的铅球从10cm落下和从手10m处落下，会有什么不同
猜想:重力势能的大小可能与哪些因素有关呢
1.在天花板上, 用细线悬挂一个乒乓球,你会有何感觉？
高度不变，若用这根线悬挂的是10kg的铅球呢
物体的重量G
物体的高度h
情景分析1
02.
高中物理必修第二册课件
物体竖直下落（ A 到 B）
A
h
B
h1
h2
WG=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
高中物理必修第二册课件
A
C
h
θ
L
h1
h2
WG=mgLcos θ
=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
物体沿斜线运动（ A 到 C）
情景分析2
03.
高中物理必修第二册课件
物体沿曲线运动 （ A 到 C）
A
△h 1
θ
l
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
h1
h2
情景分析3——拓展学习
04.
重力做功的特点
05.
高中物理必修第二册课件
三种情形重力做的功均为
WG＝mgh=mgh1－mgh2
分析表明，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。功等于物体所受的重力跟起点高度的乘积mgh1与跟终点高度的乘积mgh2两者之差。
问题与思考
06.
高中物理必修第二册课件
从上面的分析可知，只要起点和终点的位置不变，不论物体沿什么路径运动，重力做的功都相同。重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关。
看起来,物体所受的重力 mg与它所处的位置的高度h的乘积 mgh 一定具有特殊的意义。
重力势能
第二部分
重力势能的提出
01.
高中物理必修第二册课件
mgh的特殊意义在于它一方面与重力做的功密切相关、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，恰与前述重力势能的特征一致。因此、我们把mgh叫作物体的重力势能(gravitational potential energy)，常用 Ep表示,即
Ep=mgh
重力势能
02.
高中物理必修第二册课件
1.概念：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
3.国际单位：焦耳(J) 1kg·m/s2·m=1N·m=1J
2.大小：
Ep=mgh
4.重力势能是标量，状态量。
重力做功与重力势能的关系
03.
高中物理必修第二册课件
1.当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即WG＞０，EP初＞EP末 重力势能减小，且减少的重力势能等于重力做的正功。
2.当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即WG＜０，EP初＜EP末 重力势能增大,且增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。
重力做功对应着重力势能的变化
WG＝EP初－EP末 = －△Ep
WG＝mgh=mgh1－mgh2
重力势能
的相对性
第三部分
重力势能的相对性
01.
高中物理必修第二册课件
1.参考平面：
人为选定的高度定为零水平面。
说明：（1）在参考平面上，物体的重力势能为零(又称零势能面)。
（2）重力势能具有相对性，计算时必须事先选定参考平面。
（3）参考平面的选取是任意的，视问题处理方便为原则；
通常选择地面或最低点为参考平面。
高中物理必修第二册课件
2.重力势能是标量，但有正负，且正负表示大小。
（1）若物体在参考面，h=0故Ep=0
（2）若物体在参考面上方，则h＞0为正值，Ep也是正值；
（3）若物体在参考面下方，则h＜0为负值，Ep也是负值；
重力势能的相对性
02.
重力势能的系统性
03.
高中物理必修第二册课件
物体重力势能与重力做功密切相关，而重力是地球与物体间的相互作用力，若离开了地球或物体，就谈不上重力，所以，重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。平常只说物体具有的重力势能，是一种简化的说法。
物体说：重力势能是我自己的！
地球说：朋友这是咱们俩的！
高中物理必修第二册课件
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量
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与参考平面的选择无关。
△Ep的绝对性
重力势能差值的绝对性
04.
已知：m=0.5kg,h1=1.2m,h2=0.8m
弹性势能
第四部分
高中物理必修第二册课件
弹性势能
01.
发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能（elastic potential energe)。
高中物理必修第二册课件
平均力法求弹力做功
02.
因拉力F与形变量l成正比，故拉力的平均值为 ：
平均拉力对这段位移做的功：
F拉
l
F = k l
高中物理必修第二册课件
微元法求弹力做功
03.
l
Δl1
Δl2
Δl3
Δl5
Δl4
把弹簧从A到B的过程分成很多小段：Δl1、Δl2、Δl3…
F拉
在各小段上，拉力做的功分别是：F1Δl1、F2Δl2、F3Δl3 …
拉力在全过程中所做的功为： W拉＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…
怎样计算这个求和公式
在各个小段上，弹力可近似认为是不变的：F1、F2、F3 …
高中物理必修第二册课件
F拉
l
Δl1
Δl2
Δl3
Δl5
Δl4
F2
F3
F4
F5
F1
拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积
W拉＝ k l 2
1
2
微元法与图像法结合
04.
F拉 = k l
高中物理必修第二册课件
弹簧弹性势能与弹力做功的关系
05.
WF弹＝EP1－EP2＝ -△ EP
弹力做的功
初态的弹性势能
末态的弹性势能
关系：弹力做功是弹性势能变化的量度。
高中物理必修第二册课件
推导弹性势能的表达式
06.
可见弹簧的弹性势能表达式为：
l为弹簧的形变量
k为弹簧的劲度系数
l
Δl1
Δl2
Δl3
Δl5
Δl4
F拉
F弹
WF拉＝ k l 2
1
2
EP1=0 ，
WF弹＝-WF拉=EP1－EP2
高中物理必修第二册课件
弹性势能和体育
07.
总结提升
第五部分
高中物理必修第二册课件
课堂小结
重力
做功
重力
势能
弹性
势能
与路径无关，只与起点和终点的竖直高度差有关
WG = EP初 - EP末
1.重力势能是相对的,正负表示大小,重力势能的变化是绝对的。
2.重力势能是地球与物体组成“系统”所共有的。
Ep=mgh
弹性势能：WF弹＝EP1－EP2＝ -△ EP
高中物理必修第二册课件
例题1
例题精选
01.
【参考答案】C
如图所示，同一小球从高为的斜面顶端滚到底端的过程中，关于重力对小球做功大小的比较，下列说法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
高中物理必修第二册课件
例题2
例题精选
02.
【参考答案】ABD
（多选）如图所示，在一次“蹦极”运动中，人由高空下落到最低点的整个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．重力对人做正功
B．人的重力势能减小
C．橡皮绳对人做正功
D．橡皮绳的弹性势能增加
高中物理必修第二册课件
例题3
例题精选
03.
【参考答案】B
如图所示，质量为m的苹果，从树上高h1处先落到地面，又滚到深h2的沟底停下。以地面为零势能面，重力加速度为g，则该苹果在全过程中重力做功及在沟底的重力势能分别是（　　）
A．mg（h1＋h2），－mg（h1＋h2）
B．mg（h1＋h2），－mgh2
C．－mg（h1＋h2），－mg（h1＋h2）
D．－mg（h1＋h2），－mgh2
高中物理必修第二册课件
例题4
例题精选
04.
【参考答案】D
如图所示，在光滑水平桌面上有一根轻质弹簧，将弹簧一端固定，另一端施以水平拉力弹簧缓慢伸长。弹簧从原长到伸长量为过程中，外力对弹簧做功，弹簧从原长到伸长量为过程中，外力对弹簧做功，弹簧始终处在弹性限度内，则（　　）
A． B．
C． D．
高中物理必修第二册课件
解析
例题精选
05.
对弹簧一端施以水平拉力，弹簧缓慢伸长到形变量x过程中，拉力等于弹簧弹力，与弹簧的伸长量成正比
外力做功可知
对弹簧一端施以水平拉力，弹簧缓慢伸长到形变量2x过程中，外力做的功变为原来的4倍，即
故ABC错，D正确。故选D。
THANKS
谢谢观看

展开更多......

收起↑