人教版高中物理必修第二册精品课件 第8章 机械能守恒定律 2 重力势能.ppt

知识归纳1.重力做功的特点:重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关。2.重力做功特点的理解:重力是恒力,而恒力做功等于力F与在力F方向上的位移的乘积,重力方向是竖直向下的,因此重力做功只与重力方向上的位移有关,也就是竖直方向上的位移(即高度差Δh)有关。往高处运动,竖直方向上的位移与重力方向相反,重力做负功,往低处运动,竖直方向上的位移与重力方向相同,重力做正功,其值都为mgΔh(Δh为始末位置的高度差)。特别提示(1)物体在同一水平面上运动时,重力总是不做功。(2)物体的竖直位移等于零,说明重力做功的代数和等于零,但过程中重力并不一定不做功。3.重力做功特点的推广:重力做功的特点可以推广到任一恒力做功,即恒力做功与具体路径无关,只与起点和终点两个位置有关,恒力做的功等于力与沿着力方向的位移的乘积。应用体验【例1】如图所示,一物体从A点出发,分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出,运动后到达同一水平面上的B、C、D三点。关于重力的做功情况,下列说法正确的是()A.沿AB面滑下时,重力做功最多B.沿AC面滑下时,重力做功最多C.沿AD抛物线运动时,重力做功最多D.三种情况下运动时,重力做的功相等D解析由于重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关,选项D正确。对点演练1.(2023陕西宝鸡高一期末)登山,不仅可以强身健体,还可以领略大自然的旖旎风光,陶冶人的情操。登山爱好者从山脚的A点登至山顶上的B点,这一过程中登山者克服重力做了一定的功,下列所述因素中与登山者克服重力做功多少无关的是()A.登山者连同所携带的装备的质量B.当地的重力加速度的大小C.B点与A点的高度差D.登山者由A点登至B点的路线D解析根据WG=mgh,可知重力做功与质量、当地的重力加速度和初、末位置的高度差有关,与路径无关,D符合题意,A、B、C不符合题意。探究点二重力势能的理解及计算导学探究如图所示,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。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?重力势能、重力势能的变化与参考平面的选取有关吗?要点提示楼板的重力势能分别为mgh、0,与参考平面有关;重力势能的变化量为mgh,楼板重力势能的变化是绝对的,与参考平面的选取无关。知识归纳1.重力势能的“四性”系统性(1)重力势能是物体和地球组成的系统共同具有的(2)平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法相对性(1)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(2)重力势能是标量,只有大小而无方向,但有正负之分零势能面参考平面Ep=0参考平面选择的任意性视处理问题的方便而定,一般选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能面重力势能变化的绝对性物体从一个位置运动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,它的变化量是绝对的2.重力做功与重力势能变化的关系项目重力做功重力势能的变化大小WG=mgh1-mgh2ΔEp=mgh2-mgh1(mgh1、mgh2分别为初、末位置的重力势能)特点绝对性:与参考平面的选取无关过程量:与物体位置的变化过程对应标量性:有正负,表示正功、负功标量性:有正负,表示增加或减少联系重力做功的过程就是重力势能变化的过程,重力做正功,重力势能减少,重力做负功(或物体克服重力做功),重力势能增加,重力做了多少功,重力势能就变化了多少,即WG=-ΔEp3.重力做功与重力势能变化关系的理解、应用(1)无论物体是否受其他力的作用,无论物体做何种运动,关系式WG=-ΔEp总是成立的。(2)利用关系式WG=-ΔEp可由重力做功的正负及大小判断重力势能的增减及大小,反之也可以由重力势能的增减及大小判断重力做功的正负及大小。应用体验【例2】如图所示,长为3L、质量为m的链条缓慢通过一截面为等边三角形的三棱柱,等边三角形边长为L。从右端刚到达最高点开始,到链条中点刚刚到达最高点的过程中,链条的重力势能的变化量是(假设链条能一直贴着三棱柱运动)()D对点演练2.(2023福建福州高一期末)如图所示,质量为m的苹果从距地面高度为H的树上的A点由静止开始下落,树下有一深度为h的坑,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.苹果从A点落到坑底,重力势能减少了mgHB.若以坑底所在的平面为零势能参考平面,苹果在A点的重力势能为mgHC.若以地面为零势能参考平面,苹果在A点的重力势能为mgHD.若以A点所在的平面为零势能参考