高中物理必修2教案与课件7-4重力势能

WG=mg Δh 5 J 重力做功与路径无关 J
ΔEP=E1-E2 =mgh1-mgh2
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5 J J
六、重力势能的相对性： 需要先选定参考平面 ► 在参考面上方的物体的高度是正值， 重力势能也是正值；
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► 在参考面下方的物体的高度是负值，
一、重力势能：
物体由于被举高而具有的势能。
二、重力势能有关因素
探究：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 • • •
探究得到的结论：
1、与高度有关
2、与质量有关
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三、重力做功
物体竖直下落
m
A h B
h1
重力势能
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。
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陨 石 坑
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。 3
关
重力势能也是负值。
势能是标量．+、–表示大小．
► 参考平面的选取是任意的 .选
取哪个平面做参考面，可视问题 的方便而定，通常选地面为参考 面
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七、势能是系统所共有的：
重力势能是地球与物体所组 成的系统共有的，而不是地 球上的物体单独具有的。
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=9.8m/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
下落过程 小球重力 势能变化
5.88J 9.8J
-3.92J
0
9.8J 9.8J
9.8J 9.8J
B
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►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
W1=mglcos0=mg Δh1
=mg(Δh1+ Δh2+Δh3)
mgh1 mgh2
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可见物体在从A运动到B的过程中无论是直线 还是曲线重力做功： WG=mg Δh
mg (h1 h2 ) mgh1 mgh2
重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关 可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理 学中， “mgh”是一个由特殊意义的物理量.就用这个 物理量表示物体的重力势能。
重力做功WG (正、负） 重力势能EP （增加、减少） 重力做功和重力 势能变化的关系
物体 上升
负
增加
物体克服重力 做的功等于重 力势能的增加 重力做的功等于 重力势能的减少
物体 下降
正
减少
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例： 一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞
地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求: 小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多 少功? (g=9.8m/s2) 解: 小球下落高度为5m
h2
wG mgh mgh1 mgh2
A
物体沿斜线运动
m
θ
h1
h
L
C
h2
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WG mgl cos mgh mgh1 mgh2
物体沿曲线运动
m
θ
A
A
△h 1
h1
L
h
Δh1 Δh2 Δh3
C
h2
w w1 w2 w3
=mg Δh1+mg Δh2+mg Δh3
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四、重力势能的表达式 Ep = mgh
m — 物体的质量，单位：千克（kg）
g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
h —物体的高度，单位：米（m）
Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J）
即：物体的重力势能等于物体的重 量和它的高度的乘积．
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五、重力做功与重力势能的变化关系
WG = Ep1 - Ep2