高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能教学ppt课件

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1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。3.知道重力势能的相对性。
重力做功和重力势能减少的关系
当山坡积雪内部的内聚力抗拒不了它所受到的重力拉引时，便向下滑动，引起大量雪体崩塌的自然现象叫雪崩。
这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的流星撞击地面的结果。这颗铁质流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克TNT，据说，坑中可以安放下20个足球场。
高空中的物体为什么对地面上的物体具有危险性？
初中我们已经定性地学习了重力势能，物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。这一节我们来进一步定量地研究重力势能。你认为重力势能的表达式应该是怎样的呢？
2.一个7.5kg的铅球从离手10cm落下和从离手1m处落下，你会 有什么感受?
猜想:重力势能的大小可能与哪些因素有关呢?
1.在天花板上, 用细线悬挂一个乒乓球,你会有何感觉？
高度不变，若用这根线悬挂的是7.5kg的铅球呢?
情景1：物体竖直下落（ A 到 B）
WG=mgh=mg(h1－h2)=mgh1－mgh2
WG=mgLcs θ =mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
情景2：物体沿斜线运动（ A 到 C）
1、重力做功公式的推导
情景3：物体沿曲线运动 （ A 到 C）
可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理学中， “mgh”是一个由特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。
物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积。
说明：重力势能是标量，重力势能是状态量 单位：焦耳，1 J=1 kg·m·s-2·m=1 N·m
三.重力做的功与重力势能变化的关系
重力势能和重力做功的表达式非常相似，它们之间的关系是什么呢 ？
WG=Ep1-Ep2 =-△Ep
①物体由高处运动到低处时，重力做正功，物体重力势能减少；重力势能减少的数量等于重力做的功。②物体由低处运动到高处时，重力做负功，物体重力势能增加；重力势能增加的数量等于物体克服重力做的功。
WG=mgh1－mgh2
高度h是相对于谁的呢？
重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面．
对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能也是负值，重力势能为负。表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。
重力势能：－3 J＞ － 5 J
重力势能的正负表示大小
那么重力势能是谁具有的呢?
物体重力势能与重力做功密切相关，而重力是地球与物体间的相互作用力，若离开了地球或物体，就谈不上重力，所以，重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。平常只说物体具有的重力势能，是一种简化的说法。
1.重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的竖直高度差有关2.地球上的物体具有的与它高度有关的能量。3.重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。关系式：WG = EP初 - EP末4.重力势能是相对的,正负表示大小,重力势能的变化是绝对的。5.重力势能是地球与物体组成“系统”所共有的。
1.(多选)下列关于重力势能的说法中正确的是(　　)A.放在地面上的物体的重力势能为零B.一个在轨道上运动的物体,在它的重力势能为零的时刻,一定运动到轨道的最低点C.质量小的物体可能比质量大的物体具有的重力势能大D.同一物体在不同高度上的重力势能一定不同
2.一根长L=2 m,重力G=200 N的均匀木杆放在水平地面上,现将它的一端从地面抬高1 m,另一端仍搁在地面上,则物体重力势能的变化量为(　　)A.50 J　　　　B.100 J　　　　C.200 J　　　　D.400 J【解析】选B。由几何关系可知木杆的重心上升的高度为:h= m=0.5 m;物体所受重力做功:WG=-mgh=-200×0.5 J=-100 J;故物体重力势能的变化量为:ΔEp=-WG=100 J;故选B。
3.把的情境改为如图所示,质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达 的D点时,速度为零,在这个过程中,重力做功为(　　) A. 　　　　B. 　　　　C.mgh　　　　D.0
4.下列关于重力势能的说法正确的是(　　)A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能增加了D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零
5. 塔吊把一质量为 200 kg 的物体，从距地面高为 h1 = 8 m的高度匀速运到高为 h2 = 3 m 的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？
若物体加速或减速下降呢？
重力势能减少了 10000 J
【素养训练】宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”中蕴含了一些物理知识。关于拉弓过程,下列说法正确的是(　　)A.人对弓的作用力大于弓对人的作用力B.人对弓的作用力小于弓对人的作用力C.弓的弹性形变越大,弹性势能就越大D.弓的弹性形变越大,弹性势能就越小
【解析】选C。人对弓的力和弓对人的力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故A、B错误;人拉开弓的过程中,弓的弹性形变越大,人克服弓的反作用力做的功越多,则弓的弹性势能就越大,故C正确,D错误。
【补偿训练】1.如图所示,质量相等的两木块中间连有一弹簧,今用力F缓慢向上提A,直到B恰好离开地面。开始时物体A静止在弹簧上面。设开始时弹簧的弹性势能为Ep1,B刚要离开地面时,弹簧的弹性势能为Ep2,则关于Ep1、Ep2大小关系及弹性势能变化ΔEp说法中正确的是(　　)A.Ep1=Ep2　　　　　B.Ep1>Ep2C.ΔEp>0D.ΔEp