7.4重力势能

用定滑轮从井中向上提水，已知一桶水的重量为 200N，以地面为参考平面， 1）当水桶在井下5m 深处时，水的重力势能为多少？
2）将水桶提到离地面0.8m高处时，水的重力势能 为多少？
3）在这个过程中，水的重力对水做的功为多少？
-1000J
-160J
-840J
起重机g/4的加速度将质量为m的物体均匀减速 的沿竖直方向提升高度h,则起重机钢索的拉力 对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多 少？合力做功为多少？物体的重力势能变化了 多少？ 0.75mgh mgh -0.25mgh mgh
WG＝EP1－EP2=－ΔEP
弹 性 势 能
弹性势能
一、弹性势能
发生弹性形变的物体各部分之间由于弹 力的相互作用而具有的势能
二、探究弹性势能的表达式
1、弹性势能的表达式可能与哪几个物理 量有关？（类比、猜想）
1、弹簧的长度 2、劲度系数
2、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么 关系？（类比、进一步建构功能关系思想）
小结
特殊物理量
重力做功
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（高度 差），而跟物 体运动的路径 无关。
mg与h的乘 积“mgh” 可能是一 个具有特 殊意义的 物理量
“mgh”与重 力做功有着 密切的关系 “mgh”可能是 一个具有特殊 意义的物理量 “mgh”随着高 度的变化而变 化，与势能的 基本特征一致
由低处向高处： 重力做负功， 重力势能增大。
重力势能的表达式： EP＝mgh
高度h是一个相对于某个基面而言的。
需要引入参考平面，在参考平面上高 度为0，也称零势能面 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势 能也是正值； 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能 也是负值。
势能是标量．+、–表示物体在参考 面的上面还是下面。
BD
目标检测：
3、下列关于重力势能的说法正确的是（ ） A、重力势能是地球和物体共同具有，而不是物 体单独具有的 B、重力势能的大小是相对的 C、重力势能等于零的物体，不可能对别的物体 做功 D、在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
目标检测：
4、下列说法中正确的是（ ） A、物体克服重力做功，物体的重力势能增加 B、物体克服重力做功，物体的重力势能减少 C、重力对物体做正功，物体的重力势能增加 D、重力对物体做负功，物体的重力势能减少
重 力 的 功
G
h1 △h
θ h1 △h
G
位移l
h2
h2
WG＝mg△h=mgh1－mgh2
WG＝mgl cosθ =mg△h＝mgh1－mgh2
Δh1 Δh2 Δh3
G
h1 △h h1 △h
h2
h2
WG＝mg△h=mgh1－mgh2
WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…
=mg△h＝mgh1－mgh2
A
例题：小球质量0.5kg，从桌面（离地高h2=0.8m）以上h1=1.2m的 A点下落到地面的B点，（g=10m/s2）填表： 选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。 相对性 重力做功和势能的变化与参考平面的选择无关。
h1
绝对性
参考 平面 桌面 地面 小球在A点 重力势能
6J 10J
h2 B
下落过程小球重 力势能变化
W外→E弹
弹性 势能 • 发生弹性形变的物体，在恢复原状时
能够对外界做功，因而具有能量，这 种能量叫做弹性势能。 • 弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或压缩 的长度有关，被拉伸或压缩的长度越 长，恢复原状时对外做的功就越多， 弹簧的弹性势能就越大.弹簧的弹性势 能还跟弹簧的劲度系数有关，被拉伸 或压缩的长度相同时，劲度系数大的 弹簧的弹性势能大。
把mgh叫做物体的重力势能，EP=mgh
单位：1J=1N· m
重力势能与重力做功的关系
EP=mgh
WG＝mgh1－mgh2
重力做 的功
WG＝EP1－EP2=－ΔEP
初态的重力势能
末态的重力势能
重 力 做 功 和 重 力 势 能 变 化 的 关 系
由高处向低处：
重力做正功， 重力势能减小。
WG＝EP1－EP2
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Δh有关
WG＝mg△h
8
目标检测：
1、如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高 h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨 道3是粗糙的，则（ ） D A. 沿轨道1滑下重力做功多 B. 沿轨道2滑下重力做功多 C. 沿轨道3滑下重力做功多 1 2 3 D. 沿三条轨道滑下重力做的功一样多 h
-10J -10J
小球在B点 重力势能
-4J 0J
下落过程小球 重力做功
10J 10J
重力势能有正负，表示大小。
标量 系统性
重力势能是物体与地球组成的系统所共有的
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、物体的重力势能为50J； • D、重力做了50J的负功。