必修274重力势能课件1.PPT

金茂大厦是上海的标志性建筑之一，其主体建筑地上88层，地下3层，高420.5 m，是目前国内第一、世界第三的高楼，如图7－4－4所示．距地面341 m的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底，质量为60 kg的游客，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10 m/s2) 重力势能的计算 例2 图7－4－4 (1)以地面为参考平面； (2)以第88层为参考平面； (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？ 【思路点拨】　先求出选不同位置为参考平面时物体所处的高度，再根据重力势能的定义式求物体的重力势能． 【精讲精析】　(1)以地面为参考平面，游客在88层，相对地面高度为341 m，则Ep1＝mgh＝60×10×341 J≈2.0 ×105 J. (2)若以第88层处为参考平面，游客在第88层，相对高度认为是0，故Ep2＝0. (3)克服重力做的功与参考平面的选择无关，即： W1＝mgh＝2.0×105 J. 【答案】　(1)2.0×105 J　(2)0　(3)2.0×105 J 【方法总结】　(1)计算重力势能时，必须首先选取零势能面． (2)比较物体在不同位置具有的重力势能的大小关系时，这两个位置的重力势能必须是相对同一个参考平面的． 变式训练2　如图7－4－5，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h.若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是(　　) 图7－4－5 A．mgh　减少mg(H－h) B．mgh　减少mg(H＋h) C．－mgh　减少mg(H－h) D．－mgh　减少mg(H＋h) 解析：选D.以桌面为参考平面，落地时物体的重力势能为－mgh，初状态重力势能为mgH，即重力势能的变化ΔEp＝－mgh－mgH＝－mg(H＋h)．所以重力势能减少了mg(H＋h)．D正确． 如图7－4－6所示，在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖一块一块地叠放起来，至少需要克服重力做多少功？ 实际物体重力势能变化的求法 例3 图7－4－6 【思路点拨】　把砖由平放在地面上到把它们一块块地叠放起来，所做的功至少等于砖所增加的重力势能，可用整体法求解． 【自主解答】　取n块砖的整体为研究对象，如题图所示，叠放起来后整体重心距地面0.5nh，原来距地面0.5h，故有： W＝ΔEp＝nmg×0.5nh－nmg×0.5h＝0.5n(n－1)mgh. 【答案】　0.5n(n－1)mgh 【方法总结】　不能看成质点的物体相对于参考平面的高度是指其重心相对参考平面的高度．判断物体重力势能的变化或重力做的功，应根据重心位置的变化分析求解． 变式训练3　如图7－4－7所示，一条铁链长为2 m，质量为10 kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？ 图7－4－7 答案：98 J　增加了98 J 山东水浒书业有限公司· 优化方案系列丛书 知能优化训练 课堂互动讲练 核心要点突破 课前自主学案 第7章　机械能守恒定律 山东水浒书业有限公司· 优化方案系列丛书 知能优化训练 课堂互动讲练 核心要点突破 课前自主学案 第7章　机械能守恒定律 返回 第四节　重力势能 课标定位 学习目标：1.理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对性． 2．知道重力做功和重力势能的改变的关系． 3．理解重力做功与路径无关的特点． 重点难点：重力势能的计算，重力做功与重力势能变化的关系． 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第四节 课前自主学案 课前自主学案 1．物体的高度发生变化时，重力要做功，物体被举高时，重力做___功，物体下落时，重力做___功． 2．重力做功的特点 物体运动时，重力对它做的功只跟它的____和____的位置有关，而跟物体运动的____无关． 负 正 起点 终点 路径 二、重力势能 1．定义：物体由于______而具有的能量． 2．大小：物体的重力势能等于它所受____与所处____的乘积，表达式为________. 3．单位：____，与功的单位相同． 4．重力做功与重力势能变化的关系 被举高 重力 高度 Ep＝mgh 焦耳 表达式：WG＝Ep1－Ep2 (1)当物体从高处运动到低处时，重力做__功，重力势能____，即WG0，Ep1Ep2. (2)当物体由低处运动到高处时，重力做__功，重力势能____，即WG0，Ep1Ep2.重力做负功也叫做物体____________． 正 减小 增加 负 克服重力做功 三、重力势能的相对性 1．参考平面：物体的重力势