[理化生]物理必修1、2成才之路.ppt

我们在初中学过，物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能．(如图所示) 怎样定量地表示物体重力势能的大小呢？ 1．高处有一块巨大的石头摇摇欲坠如图所示，在它的下面你可能会感到胆怯．这是因为________________________，当它下落时会将__________________，可能对你造成伤害．物体由于位于高处而具有的能叫做________． 2．物体的高度发生变化时，__________.物体被举高时，重力做________． 3．用无限分割的方法可以证明，物体运动时重力做的功只跟它的________和________的位置有关，而跟物体________无关． 4．物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做________．在如下图所示中若取井中水面为参考面，则地面上物体的重力势能________，井底物体的重力势能________． 答案：1.被举高的物体具有势能　对外做功　重力势能 2．重力要做功　负功 3．起点　终点　运动的路径 4．参考平面；为正值；为负值 (1)重力的功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关． (2)计算式：WG＝mgh1－mgh2. 设想你要从某座高楼的第17层下到第8层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下(如图)．两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？ 答案：相等 (1)定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积． (2)表达式：Ep＝mgh (3)单位：焦耳(J) (4)重力势能是标量 (5)选不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的． 在参考平面的物体，Ep＝0 在参考平面上方的物体，Ep0 在参考平面下方的物体，Ep0 (6)重力势能是物体和地球组成的系统所共有的. 特别提醒： (1)Ep＝mgh，h表示物体重心相对零参考面的高度． (2)某一过程重力势能的变化与零参考面的选择无关． 成语“水滴石穿”的意思是长时间从高处落下的水滴能够把石头穿透(如图所示)，请你从物理学的角度解释这一现象． 答案：高处的水滴具有重力势能，长时间滴下对石头做功，最终将石头穿透. 重力对物体所做的功，等于物体重力势能变化量的负值，即 WG＝－ΔEP (1)重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少． (2)重力对物体做多少负功，物体的重力势能就增加多少． 特别提醒： (1)利用重力做功与重力势能改变的关系可以方便地求出重力所做的功，而不必考虑物体的具体运动路径． (2)重力做功的过程是重力势能和其他形式的能量相互转化的过程，在这一过程中，重力做的功量度了重力势能的改变． 为什么要引入重力势能这个概念？ 解析：重力势能EP＝mgh，m、g、h分别为物体的质量、重力加速度和物体所处位置相对于参考面的高度．重力势能的引入与重力有关，重力有个特点：重力对物体做功时，与物体的路径无关，只与物体的起点和终点有关，起点和终点为物体的位置，自然重力做功与物体相对位置具有单一的对应关系(即单值函数关系)．重力对物体所做的功总是等于物体的mgh的增量的负值，即 WG＝－(mgh2－mgh1) 上式说明当重力做正功时，重力势能减小，ΔEP为负值． mgh便反映了位置状态量，因此便引入重力势能(EP)这一量来描述物体的位置状态量． EP＝mgh. 点评：除了重力势能，还有其他形式的势能，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(力)而具有的能，是由各物体的相对位置决定的．例如，分子之间由于存在相互作用而具有势能，叫做分子势能，由分子间的相对位置决定；电荷之间由于存在相互作用而具有势能，叫做电势能，由电荷间相对位置决定． 下列关于重力势能的说法中正确的是(　　) ①重力势能是物体和地球共同具有的，而不是物体单独具有的 ②在同一高度，将同一物体以v0向不同方向抛出，落地时物体减少的重力势能一定相等 ③重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 ④在地面上的物体，它的重力势能一定为零 A．①②　　B．③④　　C．①③　　D．②④ 答案：A 解析：重力势能是物体与地球共有的，同一物体的重力势能，仅与物体所处的位置有关，重力势能的变化，仅与物体位置的变化有关，而与路径无关．物体的重力势能是相对于零势能参考平面而言的．重力势能为零的物体，也可能具有动能而对物体做功．故正确答案为A. 在地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，若将砖一块一块竖直叠放起来，至少要做多少功？ 解析：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．可用归纳法和整体法两种方法求解． 方法一：(归纳法) 第一块砖增加的重力势能为0 第2块砖增加的重力势能为mgh 第3块砖增加的重力势能为2m