物理课件讲解：势能.pptVIP

*早在伽利略的单摆实验里，就曾触及运动物体会受到某种不变的物理量来支配。势能一、直线路径1.重力作功：质量m的物体在地表附近重力为Fg，物体自高度y初处，自由下落至高度y末处。重力对此物体所作的功为：W重力＝Fg．S＝(－mg)(y末－y初)＝mgy初－mgy末重力对物体所作的功：视为物体在不同位置y初与y末所对应之一种新的能量变化量，将此仅与位置有关。势能量值：一种新物理量U＝mgy功能定理所述：（gravitationalpotentialenergy）称之为重力势能或简称为势能。式中之ΔU习惯定义为U末－U初03W重力＝U初－U末＝－ΔU 02重力对物体所作的功等于物体之初重力势能与末重力势能的差。01势能差：01020304重力势能反应出物体距离地球表面某一高度所对应的能量。重力势能Ug(地表附近)：mgy三者相乘的结果。重力势能单位：焦耳(J)。关系：重力势能只和物体距地面的垂直高度有关。结论：解题时：首先需建构一个参考平面（零位面），

将某一势能值设定在该平面上，通常都会将它定为零。例：若以地面作为重力势能的参考面，

即物体在地面时的重力势能取为零，则

Ug（0）＝0，物体在位置坐标y的重力势能，Ug（y）＝mgy。势能计算：仅和相对位置坐目标差值有关。斜面路径状态：质量为m物体受重力作用﹐沿一光滑倾斜面﹐自顶端y初高度处，下滑至垂直高度为y末之处(设底面位置为0，向上为正)。物体两力情况：正向力：其方向与路径方向垂直，作功为不为零。推论结果：合力对物体所作的功，即为重力对此物体所作的功。分析：作功为零。重力：其方向与路径方向不垂直，重力对物体作功情况：W重力＝Fg．S＝mgScosθ θ：为重力与物体运动方向的夹角，Scosθ：即为垂直高度差y初－y末因此：W重力＝mg（y初－y末）＝mgy初－mgy末＝U初－U末重力作功于斜面路程，等于物体的初势能与末势能的差。01可看出，重力势能U＝mgy只与质量及物体在重力方向的坐标y有关。02结论：任意路径状态：质量为m的物体受重力作用，若沿着任意路径，自离水平面垂直高度为y初处，运动至垂直高度为y末处，如下图。图有问题分析：简化方法：将物体运动路径切割成许多小区间，即为重力对此物体在每一个小区间所作功之和： W重力＝ΣFg．?S 近似：若取y?至y?＋1的一段小区间，可将看成路径接近一斜直线（斜面路径）。(3)计算：(a)区段：因此Fg．?S＝mg(?Scosθ)＝其中?Scosθ：等于物体每区段垂直下

降的距离。(b)整体：重力沿任意路径所作的功为：W重力＝mg〔（y0－y1）＋（y1－y2）＋……＋（yn－2－yn－1）＋（yn－1－yn）〕＝mg（y初－y末）＝mgy初－mgy末＝U初－U末*