内容正文:
鲁科2019版必修第二册
1 功和机械能
1.4 势能及其改变
(1)打桩机的重锤举高后从高处落下时,为什么重锤举高能把水泥桩打进地里?
(2)水力发电站为什么要修那么高的大坝?
一、重力势能
1、定义:物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能。
重力势能的大小与哪些因素有关?
1.质量相同时,物体被举得越高重力势能越大
2.被举高度相同时,物体的质量越大重力势能越大
1、定义:物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能。
2、在物理学中,重力势能 可表示为:
4、重力势能是标量。
3、单位:焦耳(J)
5、系统性:重力势能是地球与物体组成系统所共有的。
讨论与交流
假设教学楼每层教室的高度是3.5m,你们目测我们教室上面的灯有多高?一楼的同学觉得我们教室上方的灯有多高?
通过这个问题,请说一说关于重力势能表达式中的“h”,你有什么看法?
例题:桌面高h2,一质量为m的小球,从离桌面h1米高的A处自由落下,不计空气阻力,在这个过程中,分别以
(1)桌面为参考平面;
(2)地面为参考平面。
求小球在A处和落地时C处的重力势能的大小。
问题1:重力势能的大小是否一定?其大小与什么有关?
问题2:势能的大小是否总是正值?
h1
h2
A
B
(2)参考面上方的物体的重力势能是正数,参考面下方的物体的重力势能是负数。
5、重力势能具有相对性。
(1)为了比较势能的大小,应选同一个参考面,处在参考面的物体的重力势能为0 ,这个面叫做零势能面。
(3)零势能面的选取是任意的。
功是能转化的量度,那么重力势能的改变是由什么力做功引起的呢?
二、重力做功与重力势能改变的关系
WG=mgh=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2
小球自由下落
A
h
B
h1
h2
G
G
A
h
B
h1
h2
G
G
f
f
小球在G和f的共同作用下下落
两种情况的重力势能变化一样,说明物体重力势能的变化只与重力做功有关,与其它力做功无关。
WG=EP1—EP2=
类型3
类型2
类型1
B
B
Δh1
Δh2
Δh3
h
h1
h2
A
mg
类型1:
类型2:
类型3:
A1
A2
A3
WG=mgh=mgh1-mgh2
WG=mgl cosθ=mgh=mgh1-mgh2
WG=mgΔh1+mgΔh2+mgΔh3+…