内容正文:
重力势能
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若有人让你站在图中石头下面,你愿意吗?为什么?
重力势能是什么含义?
重力势能与什么因素有关?举例说明。
情境1:站在地面上的巨石旁边,会担忧砸到自己吗?
情境2:水力发电站储存高水位用于发电.
情境3:乒乓球和铁球悬挂在距头顶相同高度处,两次感受相同吗?
物体由于被举高,凭借其位置具有的能量称为重力势能。
重力势能与物体质量和位置有关.质量越大,所处的位置越高,物体重力势能越多.
问题:重力势能与质量、位置的定量关系如何?
问题1:物体下落,重力做什么功?重力势能是增加了还是减少了?
问题2:物体上升,重力做什么功?重力势能如何变化?
问题3:重力做功与重力势能变化量有关.能从重力做功分析重力势能吗?
v
物体下落
v
物体上升
一、重力做的功
A
B
h2
h
h1
甲
A
B
θ
l
乙
A
B
h2
h
h1
C
θ1
l1
l2
θ2
Δh1
Δh2
丙
A
B
丁
h2
h
h1
Δh3
Δh2
Δh1
A3
A2
A1
A
B
戊
An
Δhn
Ai
…
重力做功特点:
物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点位置有关,和物体运动路径无关.
重力做功mgh
h
WG=mgh1-mgh2
h1>h2,WG>0
物体下降,重力做正功
h1<h2,WG<0
物体上升,重力做负功.
h2
h
h1
A
B
WG=mgh1-mgh2
重力做的功,可以表示为两项之差,两项形式相同.
1.mgh的单位是什么?
2.重力势能与质量和位置有关.
mgh符合重力势能特点吗?
3.重力势能表达式是怎样的?
h2
h
h1
A
B
二、重力势能
1. 物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积.
Ep=mgh
标量
单位:焦 1J=1N·m=1kg·m2·s-2
适用范围: 地面附近(远小于地球半径)
2. 重力做功与重力势能关系
WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2
=-(Ep2-Ep1)
=-ΔEp
ΔEp≡ Ep2-Ep1为重力势能的变化量(增加量)
重力做功等于重力势能的减少量.
WG= Ep1-Ep2=-ΔEp
思考与讨论:
质量m=1kg的木块静止在二楼.在二楼的赵明杰同学认为木块的重力势能为0.一楼的李浩然同学认为木块的重力势能是30