重力势能 (2)优秀课件

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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一、影响重力势能的因素：
结论：
物体的质量越大， 高度越高， 重力势能就越大。
一.重力做功
物体竖直下落
A
h
h1
讨论：住在10楼处的人向外跳，却没有受伤，为什么？
2m算高吗?
高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性
四、重力势能的相对性
计算重力势能之前需要: 先选定参考平面(零势能面）
理解：1、参考平面的选取是任意的 .
2、一般以地面或题目中的最低 点所在平面作为参考平面。
3、在参考面上方：物体的高度是正值h>0，
B
h2
质量为m的物体从离地 面高h1的A处竖直向下运 动到离地面高h2的B处， 求重力做了多少功？
WG=mgh
=mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
物体沿斜线运动 从 A 到 B
A
θ
h
L
h1
h2
WG=mgLcos θ
B
=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
思考：如果斜面是粗糙的，对重力 做的功有没影响？
哪个重力势能大？ 所以：EP1>EP2 思考：重力势能为零的物体就没有重力势能，对吗？
不对；重力势能的零值只是一个相对值。 地球上有质量的物体凭借其位置都具有重力势能。
比较：EP1=-5J;EP2=2J；EP3=0J；哪个重力势能大？ 因为2>0>-5,所以：EP2>EP3>EP1
五.重力势能的系统性
重力势能属于物体和地球组成的系统 .
重力势能跟重力做功相关，而重力是地球与 物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有 地球，就谈不上重力。
所以：重力势能是地球与物体所组成的这个 “系 统”共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
注意：平常所说的“物体”的重力势 能，只是一种习惯简化的说法。
A h1
h2 B
质量为m的物体从A处沿不同路径运动到B处：
A
h
h1
B
h2
A
θ
h
L
h1
B
h2
A
h1 h
h2
Δh1 Δh2 Δh3
B
WG=mgh =mgh1－mgh2
结论：重力做功只跟它的起点和终点的位 置（高度差）有关，与物体运动的路径无关。
课堂练习
1、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:
物体沿曲线运动 从A到B
A
Δh1
Δh2
h1 h
Δh3
B
h2
W1 mgl1 cos1 mgh1 W2 mgl2 cos 2 mgh2
……………………
W W1 W2 W3
W mgh1 mgh2 mgh3 mg(h1 h2 h3 )
mgh
还记得极限法吗？ mgh1 mgh2
看起来，物体所受的重力 mg与它所处位置的高度h 的乘积“mgh”，是一个具有特殊意义的物理量。
我们如何理 解这句话
1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与
所处位置高度的乘积。 Ep=mgh
2.单位：国际单位制中，焦耳(J)。
1J=1kg．m.s-2 .m=1N.m
3.重力势能是标量，状态量。
4.重力势能的变化量:
重力势能 (2)优秀课件
（1）水力发电站为什么要修 很高的大坝？
（2）打桩 机的重锤为
什么能把木
水电站
桩打进水泥
地里?
（3）在你的头顶上方，用细
绳悬挂一个7.5Kg的铅球，你
的感觉有何不同？ 从能的角度来思考，以上事例
说明什么问题？
重力势能： 物体由于被举高而具有
的能量叫做重力势能。
因此，认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。
(1)小球从下落到停在地面的过程中重力一共做 了多少功?
(2)重力势能如何变化，变化多少？(g= 10m/s2)
WG mgh 5 J J
重力做功的特点
重力做功只跟它的起点和终点的位置 （高度差）有关，与物体运动的路径无关。
WG=mg△h =mgh1－mgh2
表明：功的大小等于物重跟起点高度的乘积 mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。
重力势能也是正值EP>0； 在参考面下方： 物体的高度是负值h<0，
重力势能也是负值EP<0； 注意：只有同一参考系，两重力势能的数值才能比较. 同一物体处在高处,势能大，如果h1<h2,则：EP1<EP2
势能是状态量、标量．+、–表示大小． 比较：EP1=-2J;EP2=1J； 因为 1>-2,
ΔEP=EP2-EP1
5.重力做功与重力势能的关系:
WG=mgh1－mgh2 = Ep1 - Ep2
WG = ΔEp
W=-△Ep 高处→低处: WG>0,Ep减少, Ep2< Ep1; △Ep<0 低处→高处: WG<0,Ep增加, Ep2> Ep1; △Ep>0
重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加
3、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．请填写下表．(g=10m/s2)
参考 小球在A 平面 点重力
势能
桌面 6J
地面 10J
小球在 B点重 力势能
-4J
0
下落过程 小球重力
做功
10J 10J
下落过程 小球重力 势能变化
-10J
-10J
选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
思考2：当摩擦力对物体做功时，我们能不 能定义有一个摩擦力势能存在呢?为什么?
不行，势能只与质量和位置有关，与路径无关，而 摩擦力做功与路径有关。所以不存在摩擦力势能
对确定的过程，WG和△EP是过程量，与参考面的选择无关 重力势能具有相对性，重力势能的变化量具有绝对性。
思考1：若重力做功 与路径有关，还能把 mgh叫做重力势能吗？
不能，做功过程是能量转化的过程，重力做功若与路 径有关，不同路径，重力做功不同，再用mgh表示重 力势能，则说明重力势能也与路径有关。与重力势能 只与质量和位置有关的特点相矛盾。
重力势能的变化数量等于重力做功的数量
2．一物体从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：（BD ） A
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A．沿AB面下滑时重力做功多
C
B
B．沿两个面下滑时重力做的功相同
C．沿AB面下滑时重力势能减少得多一些
D．沿两个面下滑时减少的重力势能相同
说明：重力做功只与初末位置的高度有关， 与路径和其它力做功无关。