物理必修二重力势能ppt

美 国 内 华 达 州 亚 利 桑 那
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5Biblioteka Baidu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。 3
W E E
五、势能是系统能。指系统所有。
作业：完成练习册第四节
1.定义:由相互作用的物体间的作用力和 物体间的相对位置决定的能量叫势能.又 称为位能. 2.重力势能的概念:
物体的地球之间的相互作用所具有的能量.
3.弹性势能的概念: 物体和弹性物体间的相互作用所具有的能 量.
探究重力势能的表达式:
一.重力做功 当物体的高度发生变化时，重力要做功。
物体下降时： 重力做正功。
打 桩 机 工 作 现 场
“和平号”空间站残片
水电站
（1）俄罗斯“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧 时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？（2）打桩机 的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里? （3）水力发电站 为什么要修那么高的大坝？（4）在你的头顶上方相同的高度,分别 用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？ 以上问题的根本原因都在于
参考平面的选取是任意的,通常 选取地面作为参考平面(零势面)
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)
参考 平面
A h1 桌面 地面 h2
小球在 A点重 力势能
小球在 下落过程 B点重 小球重力 力势能 做功
1、重力做功与路径无关, 2、只跟始末位置的高度差Δh有关
二、重力势能
Ep mg h
物体由于被举高而具有的能 叫重力势能
(1)在国际单位制中的单位：焦耳(J) (2)重力势能是标量，状态量。 (3)重力势能的变化 ΔEP=mgh2-mgh1 (4)重力势能具有系统性：是地球和 物体间共有的
从 A 到 C
A
θ
h1h1
△h 1
L
C
h h2 2
W W1 W2 W3
W1 mgl cos mgh1
W mgh1 mgh2 mgh3 mg(h1 h2 h3 )
mgh mgh1 mgh2
一、重力做功特点
WG mg h mgh1 mgh2
WG EP1 EP 2 EP
3、重力势能具有相对性 但重力势能的变化是绝对的，与参考 平面的选取无关（△h）
随堂巩固训练
1．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 ( B D) 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
思考：（2013•上海）汽车以恒定功率沿 公路做直线运动，途中通过一块沙 地．汽车在公路及沙地上所受阻力均为 恒力，且在沙地上受到的阻力大于在公 路上受到的阻力．汽车在驶入沙地前己 做匀速直线运动，它在驶入沙地到驶出 沙地后的一段时间内，位移s随时间t的 变化关系可能是（ ）
4
重力势能
陨 石 坑
(5).重力势能的相对性:
由于高度具有相对性 , 所以重力势能也
具有相对性. 高度的相对性不影响对相关重力势能 的问题的研究,因为高度差是一定的.
参 考 平 面
选定某一个水平面,并把这个水平面的 高度定为零,则物体在该平面上的重力 势能为零.(又称零势面)
对选定的参考平面而言, 在参考平面上方的物体，高 度是正值，重力势能也是正 值；在参考平面下方的物体， 高度是负值，重力势能也是 负值.物体具有负的重力势 能，表示物体在该位置具有 的重力势能比在参考平面上 具有的重力势能要少.
下落过程 小球重力 势能变化
6J 10J
-4J
0
10J 10J
-10J -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与参考平面的选择无关
B
20
三、重力做功与重力势能变化的关系
1、重力做正功，重力势能减少， 重力做负功，重力势能增加
2、重力做的功等于重力势能的减少量
物体被举高时： 重力做负功。
物体竖直下落
A
h h1 B h2
从 A 到 B
WG=mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
物体沿斜线运动
A
θ
从 A 到 C
h
h1
L
h2
WG=mgLcos θ C =mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
物体沿曲线运动
A h Δ h1 Δ h2 Δ h3
小 结
一、重力做功的特点： 与路径无关，只与起点和终点的高度差有关
WG mgh 1 mgh 2
二、重力势能：物体由于被举高而具有的能量。
EP mgh 表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系 G P1 P2 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加 四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。 一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为 零势能参考面。
B
A
C
随堂巩固训练
2.物体在匀速运动过程中，克服重力做功为50J， 则( B D ) 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。
随堂巩固训练
3．关于重力势能，下列说法中正确的是( D ) 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的