内容正文:
第七章 机械能守恒定律
物理·必修2
菜 单
第4节 重力势能
第七章 机械能守恒定律
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[学习目标]
1.理解重力势能的概念,掌握重力势能的计算方法,知道重力势能的相对性。
2.知道重力做功和重力势能的改变的关系。
3.理解重力做功与路径无关的特点。
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1.特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的_____和_____的位置有关,而跟物体运动的路径_____。
2.大小:等于重力跟起点高度的乘积mgh1与重力跟终点高度的乘积mgh2两者_____,WG=___________。
一、重力做的功
起点
终点
无关
之差
mgh1-mgh2
课前预习·落实基础
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1.(1)物体只要运动,其重力一定做功。( × )
(2)物体的高度只要发生变化,其重力一定做功。( √ )
(3)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。( × )
►自主思考——判一判
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1.定义:物体由于_________而具有的能量。
2.大小:物体的重力势能等于它所受______与所处______的乘积,表达式为___________。
3.单位:________,与功的单位相同。
二、重力势能
被举高
重力
高度
Ep=mgh
焦耳
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4.重力做功与重力势能变化的关系
表达式:________________。
(1)当物体从高处运动到低处时,重力做_____功,重力势能________,即WG>0,Ep1>Ep2。
(2)当物体由低处运动到高处时,重力做____功,重力势能______,即WG<0,Ep1<Ep2。重力做负功也叫作_______________。
WG=Ep1-Ep2
正
减小
负
增加
克服重力做功
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2.(1)重力势能Ep1=2 J,Ep2=-3 J,则Ep1与Ep1方向相反。( × )
(2)同一物体的重力势能Ep1=2 J,Ep2=-3 J,则Ep1>Ep2。( √ )
►自主思考——判一判
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1.相对性
重力势能总是相对选定的____________而言的。(该平面常被称为零势能面)
三、重力势能的相对性和系统性
参考平面
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2.标矢性
重力势能为_______,其正负表示重力势能的大小。物体在参考平面上方时,重力势能为_____值;在参考平面下方时,重力势能为_____值。
3.系统性
重力势能是______与____所组成的系统共有的。
标量
正
负
地球
物体
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1.重力势能是状态量:重力势能描述了物体所处的一定状态,与物体所处的位置或时刻相对应。
考点一 对重力势能及变化的理解
课堂互动·考点突破
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2.重力势能的正负:重力势能是标量,只有大小没有方向,但有正负,重力势能的正负表示比零势能大,还是比零势能小。对于选定的参考平面,物体在参考平面上方时,重力势能为正;在参考平面下方时,重力势能为负;在参考平面上时,重力势能为零。正的重力势能大于负的重力势能。
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3.重力势能的相对性:由于重力势能表达式为Ep=mgh,高度h的相对性决定了重力势能具有相对性。对于同一物体,选取不同的水平面作为参考平面,其重力势能具有不同的数值,即重力势能的大小与参考平面的选取有关。
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4.重力势能变化量的绝对性:物体在两个高度不同的位置时,由于高度差一定,重力势能之差也是一定的,即物体的重力势能的变化量与参考平面的选取无关。
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5.重力势能的系统性:重力是地球对物体吸引而产生的,如果没有地球对物体的吸引,就不会有重力,也不存在重力势能,所以重力势能是物体和地球这个系统共同具有的,平时所说的“物体的重力势能”只是一种简化的说法。
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1.关于重力势能,下列说法正确的是
A.重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的
B.处在同一高度的物体,具有的重力势能相同
C.重力势能是标量,不可能有正、负值
D.浮在海面上的小