重力势能(公开课) PPT

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
初态的重力势能
末态的重力势能
重力势能的 变化量
请同学们完成
2、塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高 度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能 如何变化？(g=10m/s-2)
解：重力做正功为： WG=mg(h1-h2)=14000J
重力势能减少 Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J
2
美
陨国 内
石华 达 州
坑亚 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。
重力做正功重力势能减少； 重力所做的功等于重力势能的减少量。
请同学们完成
3、 塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3m的高 度匀速运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体的重力势 能如何变化？ (g=10m/s-2)
解：重力做负功为： WG=mg(h1-h2)=－14000J
h1 h
A
θ
△h 1
l
h1
B
h2 h 2
W1=mglcosθ1=mg △h 1
W=W1+W2+W3+ ……
W=mg △h 1+ mg △h 2 + mg △h 3 +……
=mg （△h 1+ △h 2 + △h 3 ……)
=mg h
=mgh1－mgh2
A
mg
h
h1
B
B
h2
甲
起点 A
A
θ mg
l
A1
2、重力做功
mgh1mghA2
WGmg1hmg2h
h
B
h1
h2
1、如图所示，设想你要从某座高楼的第10层 下到第3层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走 下．两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？
答案：相等
WGmg1hmg2h
我们把物理量 mgh 叫做物体的重力势能 常用Ep表示，即
Ep = mgh
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。
（2）重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、 负，其正、负可以表示大小
（1）重力势能应该是物体与地球组成的系统共 同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。
（2）不只是重力势能，任何形式的势能，都是相 应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各 部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的 相对位置决定的．
A
h1
12J - 8J 20J 减少20J
20J
0
20J 减少20J
h2
B
（3）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，重力做功和重力势能变化与参考面 的选择无关。
计算重力势能之前需要先选定参考平面
（1）参考平面：高度取做0的水平面也称零势能面
参考平面选取不同，重力势能的数值就不同
3
这是因为物体一旦处在一定高度时，就 具有了一定的能量。而当它从所处的的高处 落下时，这些能量就会以做功的方式释放出.
初中我们已经学过：物体由于被举高而 具有的能量叫重力势能．
质量越大，高度越高，物体的重力势能越 大。
讨论与交流： 重力做的功分别是多少？ 分析这三种情况，总结重力做功的特点？
物体竖直下落 从 A 到 B
A
G
h
h1
B
h2
WG=mgh
=mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
物体沿斜线运动
A
h1 h2
θ
L
G
h
B
从A到B
WG=mgLcos θ =mgh
=mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
物体沿曲线运动 从 A 到 B
A Δh1 Δh2 Δh3
②如果重力做负功，重力势能增加， WG<0，EP1<EP2 ； 物体克服重力做的功等于重力势能的增加量
重力做功对应重力势能的改变，重力做了多 少功就有多少重力势能发生改变发生
想一想
问：小明从五楼的窗台上跳下来为什么会安 然无恙？
答：向里跳到五楼的地板上
高度具有相对性
高度是相对的，所以重力势能也是相对的 计算重力势能之前需要先选定参考平面
物体克服重力做了14000J的功； 重力势能增加，重力势能的增加量为
Ep2-Ep1=mgh2-mgh1=14000J
重力做负功重力势能增加； 物体克服重力所做的功等于重力势能 的增加量。
3.重力做功与重力势能的关系
W GE p 1E p2 E p
①如果重力做正功，重力势能减少，WG>0，EP1>EP2 ； 重力对物体做的功等于重力势能的减少量
h1
A2
h2
A3
h3
终点 B
乙
丙
W G mg1hmg2h
A
mg
h
h1
起点 A
A
θ mg
l
A1
h1
A2
h2
A3
h3
终点
B
B
B
h2
甲
乙
丙
重力做功特点：
重力对物体做功与路径无关，只与它的起 点和终点的位置有关。
1、重力做功特点：
点和终重点力的对位物置体有做重关功力。与做路m径功g(无的h1关特，h点只2)与: 它的起
（1）参考平面：高度取做0的水平面也称零势能面
参考平面选取不同，重力势能的数值就不同
珠穆朗玛峰峰海拔高度8844.43米。
死海的海拔高度- 415米
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4、如图，质量m = 1kg的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的A点下落到 地面上的B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8m．请按要求填写下 表．(g=10m/s²)
1. 重力势能 : 等于它所受到的重力与所处高 度的 乘积. 2.重力势能是标量，单位是焦耳（J）
3.重力做功与重力势能的关系
重力做功的表达式为： WGmg1 hmg2h Ep1 mgh1 表示物体在初位置的重力势能
Ep2 mgh2 表示物体在末位置的重力势能
W GE p 1E p2 E p
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重力势能
授课人：陈云贺
Fra Baidu bibliotek
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