2013_2014学年高中物理人教版必修二同步辅导与检测课件：7.4重力势能.pptVIP

第四节　重 力 势 能;安赫尔瀑布，又称丘伦梅鲁瀑布，位于委内瑞拉玻利瓦尔州的圭亚那高原，卡罗尼河支流丘伦河上．它的水量虽然不是很大，落差却有979米，居世界第一，瀑布先泻下807米，落在一个岩架上，然后再跌落172米，落在山脚下一个宽152米的大水池内．;1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算． 2．理解重力势能的变化和重力做功的关系．知道重力做功与轨迹无关． 3．知道重力势能的相对性．;课前预习;2．大小：等于它所受________与所处________的乘积． 3．表达式：Ep＝mgh. 4．单位：焦耳，与功的单位相同． 5．相对性：重力势能总是相对选定的________而言的(该平面常称为零势面)． 6．系统性：重力势能是________与________所组成的系统共有的． 三、重力做功与重力势能变化的关系 1．表达式：WG＝________. 2．重力势能的变化是________，与________的选取无关．;3．两种情况． (1)当物体从高处运动到低处时，重力做________，重力势能________，即WG0，Ep1Ep2. (2)当物体由低处运动到高处时，重力做________，重力势能________，即WG0，Ep1Ep2.重力做负功也叫做_____________． ;;2．重力势能． ①系统性：重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有的能量，不是地球上物体独有的，通常所说的物体的重力势能是一种不确切的习惯说法． ②相对性：重力势能Ep＝mgh与参考平面的选择有关，式中的h是物体重心到参考平面的高度．重力势能是标量，只有大小而无方向，但有正、负之分，当物体在参考平面之上时，重力势能Ep为正值；当物体在参考平面之下时，重力势能Ep为负值．注意物体重力势能的正、负的物理意义是表示比零势能大，还是比零势能小．;③参考平面选择的任意性.视处理问题的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点所在水平面为零势能参考平面. ④重力势能变化的绝对性：物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的．我们关注的是重力势能的变化，这意味着能的转化问题． 3．重力做功与重力势能的比较：;表达式;名师提示：重力势能是一个标量，其正、负表??与参考平面上物体势能的相对大小，比较物体的重力势能的大小时，要带正、负号比较．重力势能的大小与参考平面的选取有关，即重力势能具有相对性，但重力势能的变化量则与参考平面的选取无关，具有绝对性． ;尝试应用;;体做什么运动以及是否同时还有其他作用力(如牵引力、阻力等)的存在无关，即WG＝－ΔEp.也就是说，重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功；克服重力做功时，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功．即;(1)当物体由高处运动到低处时WG0，Ep1Ep2，表明重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功． (2)当物体由低处运动到高处时，WG0，Ep1Ep2，表明物体克服重力做功(重力做负功)，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功． ;尝试应用;解析：重力势能具有相对性，重力对物体所做的功等于物体重力势能的变化量，即WG＝－ΔEp，故A、B正确；重力势能等于零，只能说明物体在参考平面上，不影响其对别的物体做功，故C错；对于D选项，物体匀速上升，手的支持力大小等于物体的重力，二者移动的距离相同，所以手的支持力做的功等于克服重力做的功，又WG＝－ΔEp，故手的支持力做的功也等于物体重力势能的增加量，而不是等于二者的和，故D错． 答案：AB;;(3)以420.5 m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功？;名师归纳：(1)物体的重力势能的大小是相对的，其数值与参考平面的选择有关． (2)重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选择无关，其变化量仅由重力对物体做功的多少来决定． ;变式应用;解析：(1)以桌面为零势能参考平面，物体距零势能参考平面的高度为h1＝0.4 m，因而物体具有重力势能Ep1＝mgh1＝2× 9.8×0.4 J＝7.84 (J). 物体落至地面时，物体的重力势能为Ep2＝mgh2＝2×9.8×(－0.8) J＝－15.68 (J)，因此物体在此过程中的重力势能减小量ΔEp＝Ep1－Ep2＝7.84 J－(－15.68) J＝23.52 J. (2)以地面为零势能参考平面，物体的高度h′1＝(0.4＋ 0.8) m＝1.2 m，因而物体的重力势能E′p1＝mgh′1＝2×9.8×1.2 J＝23.52 (J). 物体落至地面时重力势能为0. 在此过程中，物体的重力势能减小量为;ΔE′p＝E′p1－E′p2＝23.52 J－0＝23