新人教版高中物理必修二第七章第四节探究重力势能表达式26张
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重力做功，物体重力势能变化； 如果没有重力，还有重力势能吗
说明：
“
？
1、重力是地球与物体之间的相互作用力，严格地说，重力势能是地球与物体所组成 的“系统”所共有的，而不是说物体具有重力势能。 2、势能是物体系由于其中各物体之间或物体内各部分存在相互作用而具有的能,是 由各物体的相对位置决定的，所以势能也叫 位能”。例如：我们以后会学到的 分子力与分子势能，电场力与电势能。它们都是系统共有的 ，都具有类似的功能规 律。
mg
Δh1 Δh2 Δh Δh3 h1
B 类型1
类型1: 类型2: 类型3:
B 类型2
WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2
h2
类型3
WG＝mgl cosθ＝mgΔh＝mgh1－mgh2 WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋… ＝mgΔh ＝mgh1－mgh2
一、重力做功
1、探究结果： 2、探究结论： ①物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位
2、探究过程
①情景体验1:一个质量为m的物体,从高度为h1的位置A竖直向下 运动到高度是h2的位置B,这个过程中重力做的功是多少? A mg h h1
B h2
探究结果：WG=mgh1－mgh2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②情景体验2:一个质量为m的物体,从高度为h1的位置A沿着倾斜 的直线向下运动到高度是h2的位置B,这个过程中重力做的功是 多少? A l
►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
1716
意义：重力势能的变化是绝对的（高度变化有绝对性） 例： 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)
A
h1
参考 平面 桌面
小球在 A点重 力势能
6J 10J
三、重力势能的相对性
定义： 选取某一水平面，假定物体在这个水
平面上时，重力势能为零，这个平面叫做重 力势能的“参考平面”，又叫“零势能面”
学科网
注意:（1）重力势能表达式中的“h”是相对于参考平面而言的，物体位于同一位
置，取不同的参考平面，它的重力势能值可能不同。所以我们说，重力势能具有 “ ”。参考平面的选取是任意的 . (2)物体位于参考平面之上时，重力势能为“正”，位于参考平面之下时，重力势能 为负；正负表示大小。
结论2：物体的重力势能与参考面的选取有关， 具有相对性； 重力势能的变化，和重力做功与参考平 面的选取无关，是绝对的；
五.重力势能的系统性
严格说来，重力势能是地球和物体所 组成的这个物体“系统”所共有的， 而不是地球上的物体单独具有的。
平常所说的“物体”的重力势能，只 是一种习惯简化的说法。
温馨提示：势能是系统所共有的。
相对性
例： 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)
A h1
参考 平面
小球在 A点重 6J 力势能
10J
小球在 下落过程 B点重 小球重力 力势能 做功 -4J
0Ｊ
下落过程 小球重力 势能变化
桌面 h2 B 地面
探究得到的结论：
1、与高度有关 2、与质量有关
5
猜猜看?
重力势能的大小与物体的质量、物 体之间的相对高度在数值上有什么 关系呢？
每一种力做功都对应着一种能量的变化！ 功是能量转化的量度！
探究2:物体的重力势能与质量和高度有
怎样的定量关系呢?
1、探究方法:
功和能的关系,从重力做功探究 重力势能的概念
mg h
h1
B
θ
h2
探究结果：WG=mgh1－mgh2
③情景体验3:如果这个物体沿任意路径从高度为h1的位置A 运动到高度是h2的位置B,这个过程中重力做的功是多少? A A1 △h1 △h2 A2 A3 mg △h3 h h1
探究方法：极限法 B
h2
A
A
mg
重 力 的 功
θ l
mg
A A1 A2 A3 B
物理· 必修2（人教版）
第4节 重力势能
（1）打桩机的重锤举高后从高处落下时，为什么 重锤举高能把水泥桩打进地里? （2）水力发电站为什么要修那么高的大坝？
2
坑陨 石
那美 国 内 华 达 州 亚 利 桑
美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～ 50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米／秒， 爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一 千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说， 坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。
小球在 下落过程 B点重 小球重力 力势能 做功
下落过程 小球重力 势能变化
减少10J
-4J
0
10J 10J
h2
B
地面
减少10J
►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
18
四：重力做功与重力势能的变化
结论1：重力对物体做了多少正功，物体的重力势能 就减少多少；重力对物体做了多少负功，重力势 能就增加多少；
3
雪 崩
2002年９月２１日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村 庄发生雪崩，造成至少１００人失踪。
2
势能： 相互作用的物体 凭借 “其” 位置 而具有的能量。又称作“位能”
一个新的概念——重力势能
探究1:用自己的课本做如下试验
1）同一课本从不同高度下落到自己手 上，感觉 • • •
2）不同质量的课本从同一高度下落到 自己手上，感觉 • • •
Ep=mgh
3、单位：国际单位: 焦耳 ( J )重力势能是标量， 无方向，但有正负。
4、重力势能的变化 ΔEP=mgh2-mgh1
讨论与交流
（1）假设教学楼每层教室的高度是4m， 日光灯的质量是1kg，你们目测我们教室 上面的灯有多高？灯的重力势能是多少？ 四楼的同学觉得我们教室上方的灯有多高？ 重力势能是多少？ （2）通过上一个问题，请说一说关于重 力势能表达式中的“h”，你有什么看法？
WG=mgh1－mgh2
置有关，而跟物体运动的路径无关。重力作正功重力势能 增加；重力做负功重力势能减小
②看起来，物体所受的重力和它所处的高度的乘积， 是一个具有特殊意义的物理量。这个物理量一方面与 重力所做的功密切相关，另一方面它随着高度的变化 而变化，恰与势能的基本特征一致。
二、重力势能
1、定义：物体的重力势能等于它所受重力与 所处高度的乘积. 2、表达式：
说明：
“
？
1、重力是地球与物体之间的相互作用力，严格地说，重力势能是地球与物体所组成 的“系统”所共有的，而不是说物体具有重力势能。 2、势能是物体系由于其中各物体之间或物体内各部分存在相互作用而具有的能,是 由各物体的相对位置决定的，所以势能也叫 位能”。例如：我们以后会学到的 分子力与分子势能，电场力与电势能。它们都是系统共有的 ，都具有类似的功能规 律。
mg
Δh1 Δh2 Δh Δh3 h1
B 类型1
类型1: 类型2: 类型3:
B 类型2
WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2
h2
类型3
WG＝mgl cosθ＝mgΔh＝mgh1－mgh2 WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋… ＝mgΔh ＝mgh1－mgh2
一、重力做功
1、探究结果： 2、探究结论： ①物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位
2、探究过程
①情景体验1:一个质量为m的物体,从高度为h1的位置A竖直向下 运动到高度是h2的位置B,这个过程中重力做的功是多少? A mg h h1
B h2
探究结果：WG=mgh1－mgh2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②情景体验2:一个质量为m的物体,从高度为h1的位置A沿着倾斜 的直线向下运动到高度是h2的位置B,这个过程中重力做的功是 多少? A l
►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
1716
意义：重力势能的变化是绝对的（高度变化有绝对性） 例： 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)
A
h1
参考 平面 桌面
小球在 A点重 力势能
6J 10J
三、重力势能的相对性
定义： 选取某一水平面，假定物体在这个水
平面上时，重力势能为零，这个平面叫做重 力势能的“参考平面”，又叫“零势能面”
学科网
注意:（1）重力势能表达式中的“h”是相对于参考平面而言的，物体位于同一位
置，取不同的参考平面，它的重力势能值可能不同。所以我们说，重力势能具有 “ ”。参考平面的选取是任意的 . (2)物体位于参考平面之上时，重力势能为“正”，位于参考平面之下时，重力势能 为负；正负表示大小。
结论2：物体的重力势能与参考面的选取有关， 具有相对性； 重力势能的变化，和重力做功与参考平 面的选取无关，是绝对的；
五.重力势能的系统性
严格说来，重力势能是地球和物体所 组成的这个物体“系统”所共有的， 而不是地球上的物体单独具有的。
平常所说的“物体”的重力势能，只 是一种习惯简化的说法。
温馨提示：势能是系统所共有的。
相对性
例： 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)
A h1
参考 平面
小球在 A点重 6J 力势能
10J
小球在 下落过程 B点重 小球重力 力势能 做功 -4J
0Ｊ
下落过程 小球重力 势能变化
桌面 h2 B 地面
探究得到的结论：
1、与高度有关 2、与质量有关
5
猜猜看?
重力势能的大小与物体的质量、物 体之间的相对高度在数值上有什么 关系呢？
每一种力做功都对应着一种能量的变化！ 功是能量转化的量度！
探究2:物体的重力势能与质量和高度有
怎样的定量关系呢?
1、探究方法:
功和能的关系,从重力做功探究 重力势能的概念
mg h
h1
B
θ
h2
探究结果：WG=mgh1－mgh2
③情景体验3:如果这个物体沿任意路径从高度为h1的位置A 运动到高度是h2的位置B,这个过程中重力做的功是多少? A A1 △h1 △h2 A2 A3 mg △h3 h h1
探究方法：极限法 B
h2
A
A
mg
重 力 的 功
θ l
mg
A A1 A2 A3 B
物理· 必修2（人教版）
第4节 重力势能
（1）打桩机的重锤举高后从高处落下时，为什么 重锤举高能把水泥桩打进地里? （2）水力发电站为什么要修那么高的大坝？
2
坑陨 石
那美 国 内 华 达 州 亚 利 桑
美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～ 50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米／秒， 爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一 千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说， 坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。
小球在 下落过程 B点重 小球重力 力势能 做功
下落过程 小球重力 势能变化
减少10J
-4J
0
10J 10J
h2
B
地面
减少10J
►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
18
四：重力做功与重力势能的变化
结论1：重力对物体做了多少正功，物体的重力势能 就减少多少；重力对物体做了多少负功，重力势 能就增加多少；
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雪 崩
2002年９月２１日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村 庄发生雪崩，造成至少１００人失踪。
2
势能： 相互作用的物体 凭借 “其” 位置 而具有的能量。又称作“位能”
一个新的概念——重力势能
探究1:用自己的课本做如下试验
1）同一课本从不同高度下落到自己手 上，感觉 • • •
2）不同质量的课本从同一高度下落到 自己手上，感觉 • • •
Ep=mgh
3、单位：国际单位: 焦耳 ( J )重力势能是标量， 无方向，但有正负。
4、重力势能的变化 ΔEP=mgh2-mgh1
讨论与交流
（1）假设教学楼每层教室的高度是4m， 日光灯的质量是1kg，你们目测我们教室 上面的灯有多高？灯的重力势能是多少？ 四楼的同学觉得我们教室上方的灯有多高？ 重力势能是多少？ （2）通过上一个问题，请说一说关于重 力势能表达式中的“h”，你有什么看法？
WG=mgh1－mgh2
置有关，而跟物体运动的路径无关。重力作正功重力势能 增加；重力做负功重力势能减小
②看起来，物体所受的重力和它所处的高度的乘积， 是一个具有特殊意义的物理量。这个物理量一方面与 重力所做的功密切相关，另一方面它随着高度的变化 而变化，恰与势能的基本特征一致。
二、重力势能
1、定义：物体的重力势能等于它所受重力与 所处高度的乘积. 2、表达式：