鲁科版高中物理必修第二册精品课件 第1章 功和机械能 第4节 势能及其改变 (3).ppt

针对训练1某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点经C点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示,则下列说法正确的是()A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程中重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程中重力做的功C.从A到B重力做功mg(H+h)D.从A到C重力做功mg(H-h)D解析重力做功与物体的运动路径无关,只与初末状态物体的高度差有关,从A到B的高度是H,故从A到B重力做功mgH,从A到C的高度差是(H-h),故从A到C重力做功mg(H-h),选项D正确。探究二重力势能与重力势能的变化情境探究如图所示,起重机把质量为m的楼板从地面上吊到高度为h的楼顶上。(1)分别以地面、楼顶为参考平面,则楼板在楼顶的重力势能等于多少?楼板从地面吊到楼顶的过程中,重力势能的变化是多少?(2)从结果可以看出重力势能、重力势能的变化与参考平面有关吗?提示(1)楼板的重力势能分别为mgh、0;重力势能的变化均为mgh。(2)重力势能的变化与参考平面的选取无关。重力势能与参考平面有关。知识归纳重力势能与重力势能变化的关系比较项重力势能重力势能的变化(量)大小Ep=mgh(h为相对于参考平面的高度)ΔEp=mgh2-mgh1(mgh1、mgh2分别为初、末位置的重力势能)影响因素重力mg和相对于参考平面的高度h重力mg和物体的末、初位置的高度差Δh=h2-h1比较项重力势能重力势能的变化(量)特点1.相对性:与参考平面的选取有关,同一位置的物体,选择不同的参考平面,会有不同的重力势能值1.绝对性:与参考平面的选取无关,初、末位置相同的过程,选择不同的参考平面,重力势能的变化相同2.状态量:与某一位置对应2.过程量:与位置的变化过程对应3.标量性:有正负,表示大小3.标量性:有正负,表示增大或减小4.系统性:属于地球和物体共有联系ΔEp=mgh2-mgh1应用体验【例题2】质量为m的均匀链条长为l,开始放在光滑的水平桌面上时,有的长度悬在桌边缘,如图所示,松手后,链条滑离桌面,问从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化了多少?(桌面离地面高度大于l)解析解法一:根据重力势能变化与重力做功的关系求解。解法二:根据重力势能变化的定义求解。以桌面为参考平面,开始时重力势能规律方法1.重力势能变化的求解方法(1)根据重力势能变化与重力做功的关系求解,即ΔEp=-WG。(2)根据重力势能变化的定义求解,即ΔEp=Ep2-Ep1。2.链条(绳索)模型特点(1)粗细均匀、质量分布均匀的长直链条(绳索),其重心在长度的一半处。(2)柔软链条(绳索)不以直线状(如折线状)放置时,应分段求重力势能再求和。(3)选取合理的零势能点,可以使计算更方便。针对训练2一棵树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P,该苹果从树上A平面先落到地面C最后滚入沟底D。已知AC、CD的高度差分别为2.2m和3m,以地面C为参考平面,g取10m/s2,A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。算出该苹果从A到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是()A.15.6J和9J B.9J和-9JC.15.6J和-9J D.15.6J和-15.6JC解析以地面C为参考平面,则D处的重力势能Ep=mgh=0.3×10×(-3)J=-9J,从A到D的过程中重力势能的减少量ΔEp=mgΔh=0.3×10×(2.2+3)J=15.6J,选项C正确。探究三重力做功与重力势能的变化情境探究如图所示,幼儿园小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯。若某位小朋友的质量为20kg,滑梯高2.5m(g取10m/s2)。(1)小朋友从梯子底部爬上滑梯顶的过程中,重力势能变化了多少?重力做了多少功?(2)小朋友从滑梯顶滑下的过程中,重力势能变化了多少?重力做了多少功?(3)重力做功与重力势能的变化存在什么关系?提示(1)取地面为零势能面。小朋友从梯子底部爬上滑梯顶的过程中,初势能Ep1=0,末势能Ep2=mgh=500J,重力势能变化量ΔEp=Ep2-Ep1=500J。重力做功WG=-mgh=-500J。(2)取地面为零势能面。小朋友从滑梯顶滑下的过程中,初势能Ep1=500J,末势能Ep2=0,势能变化量ΔEp=Ep2-Ep1=-500J。重力做功WG=mgh=500J。(3)重力势能的变化量等于重力做功的负值。知识归纳1.重力做功与重力势能变化的关系比较项重力做功重力势能的变化大小WG=mgh1-mgh2ΔEp=mgh2-mgh1(mg