内容正文:
第七章
机械能守恒定律
目标定位
1.认识重力做功与物体运动的路径无关的特点.
2.理解重力势能的概念,理解重力做功与重力势能变化的关系.
3.知道重力势能具有相对性,知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.
学案5 重力势能
知识探究
自我检测
知识探究
一、重力做的功
问题设计
如图1所示,一个质量为m的物体,从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B.
图1
(1)根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功;
答案 甲中WG=mgh=mgh1-mgh2
乙中WG′=mglcos θ=mgh=mgh1-mgh2
(2)求出丙中重力做的功;
答案 把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2……,由于每一段都很小,每一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线,设每段小斜线的高度差分别为Δh1、Δh2……,则物体通过每小段斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2…….
物体通过整个路径时重力做的功
WG=mgΔh1+mgΔh2+……
=mg(Δh1+Δh2+……)=mgh
=mgh1-mgh2
(3)根据(1)、(2)说明重力做功的特点?
答案 物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关.
要点提炼
1.重力做的功WG=mg(h1-h2),其中h1、h2分别是初、末位置的高度.物体由高处运动到低处时,重力做 功.物体由低处运动到高处时,重力做 功.
2.重力做功的特点:物体运动时,重力对物体所做的功只与物体初、末位置的 有关,与物体运动的
无关.
路径
正
负
高度差
二、重力势能
问题设计
如图2所示,质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处,求此过程中重力做的功和重力势能的变化量,并分析它们之间的关系.
图2
答案 重力做的功WG= mg(h2-h1)=mgΔh,选地面为零势能参考平面,物体的重力势能由mgh2变为mgh1,重力势能的变化量ΔEp=mgh1-mgh2=-mgΔh,可见WG=-ΔEp.所以,重力做的功等于重力势能的变化量.
要点提炼
1.重力势能Ep= ,它是 量,单位是 ,符号是 .
2.重力做功与重力势能改变的关系
(1)表达式WG=