物理《重力势能》新人教版必修2.ppt

重力势能 前言 物体由于被举高而具有的能叫重力势能。 物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举 高时，重力做负功；物体下降时，重力做正功。 几个概念 力：物体之间的相互作用。 重力：物体由于地球的吸引而受到 的力 势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量。 一个新的概念——重力势能 因此，认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。 物体竖直下落 从 A 到 B A h B h1 h2 WG=mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 一.重力做功 物体沿斜线运动 从 A 到 C A C h θ L h1 h2 WG=mgLcos θ =mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 物体沿曲线运动 从 A 到 C Δh1 Δh2 Δh3 A C h A △h 1 θ L 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 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 = mgh1 - mgh2 上述分析过程表明： 还表明：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。即 即：WG = mgΔh 二.重力势能 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.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 ΔEP=mgh2-mgh1 Ep=mgh 可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化. 在物理学中， “mgh”是一个有特殊意义的物理量. 这个物理量就是表示物体的重力势能。 WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2 14 三、重力做功与重力势能变化关系 重力做的功等于重力势能的减少量 如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功 如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功 即 WG = －ΔEp 讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？ 计算重力势能之前需要先选定参考平面 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。 参考平面的选取是任意的 . 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值； 势能是状态量、标量．+、–表示大小． 17 四、重力势能的相对性 高度是相对的，所以重力势能也是相对的 必须指出的是，重力势能跟重力做功密切相关，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，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。 重力势能属于物体和地球组成的系统 . 五.重力势能的系统性 平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。 例： 如图，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．请按要求填写下表．(g=10m/s2) 参考 平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化 桌面 地面 6J 10J -4J 0 10J 10J -10J -10J h1 h2 A B 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，WG和△EP与参考面的选择无关 20 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 二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。 三、重力做功与重力势能变化的关系： 重力做的功等于重力势能减少WG=mgh1－mgh2 重力做负功时，重力势能增加 四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。 一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为参考平面。 五、势能是系统能。指系统所有。 WG=mgΔh 高度差 Ep=mgh 课堂练习 P13问题与练习1、 4、2 课外练习 P13 问题与练习 2、3 5．4 重力势能 问题与练习参考解答 1.证明：设斜面高度为h，对应于倾角为θ1、 Θ2、θ3的斜面长分别为l1、l2、l3。 由功的公式可知，在倾角为θ1的斜面，重力与位移