内容正文:
第2节 势能的改变
1、知道重力势能及其表达式。(重点)
2、理解重力势能与重力势能改变的不同。(重点)
3、理解重力做功与物体重力势能改变的关系,以及重力做功的特点。(重点、难点)
4、联系生活和生产实践中势能与其他形式能转化的例子,了解能量转化,培养学生学习物理的兴趣和理论联系实践的能力。
雪崩
水力发电站
这个大缸,放在你脚边,并不觉得什么,但是如果把它高高的悬挂在你的头顶上,就变得可怕起来。
被举高的物体具有能量
1、重力势能:
(1)定义:物体处于一定的高度而具有的能量叫重力势能。
问题1:物体重力势能的大小跟哪些因素有关呢?
由课本迷你实验可知:
重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关。
物体的质量m越大,所处的高度h越高,重力势能Ep就越大。
(演示实验)本实验中渗透了什么物理方法?
(2)公式:
p
mgh
E
=
(3)国际单位:焦耳(J)
(4)标矢性:重力势能是标量,同时也是状态量。
h为物体重心到参考面的高度
对同一个物体,重力势能的大小由物体所处的高度决定。
我们必须先选定某一个水平面,并把这个水平面的高度定位零,则物体在该面上的重力势能也为零,这样的水平面叫做零势能参考平面。
重力势能的相对性
h
h
h
A
h
h
h
A
h
h
h
A
B
B
B
EPB=-3mgh
EPA=2mgh
EPB=-2mgh
EPA=0
EPA=-mgh
EPB=0
重力势能具有相对性,处在参考面的物体的重力势能为0,参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,为了比较势能的大小,应选同一个参考面 。
重力势能的变化量△Ep= EPB-EPA =-2mgh
2、重力势能具有相对性:
①重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关,没
有特别说明时,一般都以地面为零势能参考平面。
③重力势能是地球与物体组成系统所共有的。
②重力势能的变化量与零势能参考平面的选择无关。
3、重力做功与重力势能的改变:
我们已经知道,力做功的过程就是能量转化的过程。
问题2:物体重力势能的改变可以由哪些力做功引起呢?重力势能的改变与这些力所做的功又有什么关系?
设两个质量均为m的小球,从高度为h1的A处下落到高度为h2的B处。其中一个小球做自由落体运动,另一个则在重力和阻力的共同作用下竖直下落。
实例分析