7.4 重力势能-【点石成金系列】2020-2021学年高中物理课件（人教版必修2）

§7.4 重力势能 问：小明从1楼到3楼，哪种方式他的重力做功最少？ 想一想 佛山市第一中学 ☆☆物理科☆☆ guoguize@qq.com 动静分明 立志成才  分析： “搬起石头砸自己的脚”从物理学的角度应如何理解？ 3 θ L h1 h2 Δh A A A B B B 竖直下落 沿斜线运动 沿曲线运动 一、重力做功 观察小球的运动情况 佛山市第一中学 ☆☆物理科☆☆ guoguize@qq.com 动静分明 立志成才  1.探究重力做功的特点 类型3 类型2 类型1 B B Δh1 Δh2 Δh3 Δh h1 h2 A mg A1 A2 A3 l B θ mg A A mg 物体竖直下落 物体沿斜线运动 物体沿曲线运动 物体竖直下落 从 A 到 B A h B h1 h2 WG=mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 G 物体沿斜线运动 从A到B A B h θ L h1 h2 WG=mgLcos θ =mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 G 物体沿曲线运动 从A到B Δh1 Δh2 Δh3 A B h W1=mglcosθ1=mg △h 1 W=W1+W2+W3+ …… W=mg △h 1+ mg △h 2 + mg △h 3 +…… =mg （△h 1+ △h 2 + △h 3 ……) =mgh =mgh1－mgh2 h1 h2 A △h 1 θ l 放大 微元法 A B mg 甲 h A B θ mg 乙 B A 丙 起 点 终 点 = mg(h1－h2) ＷＧ= mgh =mgh1－mgh2 以上三种类型总结： 微元法 重力做功的特点： 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。即重力做功数值等于重力与高度差的乘积。 表达式： WG ＝ mgh =mgh1－mgh2 h h2 h1 A B ★重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑还是粗糙路径，也不论是直线还是曲线运动，不论是否受到其他力的作用，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同． 物体被举的高度越高、质量越大，它的的重力势能越大。 11 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 11 例1. 如图所示，质量为 50 kg 的人沿着 L = 100 m、倾角为 30°的坡路匀速从坡顶跑到坡底，重力对他所做的功是多少？（ g 取 10 m/s2 ） 解：重力对物体做的功为 WG = mgh = 50×10×50 J = 25000 J 300 例2：如图所示，质量为m的小球从高度为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它达到高度为h/4的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为 （ ） A. mgh/4 B. 3mgh/4 C. mgh D. 0 B A D B C 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例3、一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2) 解: 小球下落高度为5m =5×9.8×5J =245J ＷＧ= mgh 特殊意义在于： （1）与重力做功密切相关 （2）随高度的变化而变化． 恰与势能的基本特征一致 分析表达式 WG=mgh=mgh1-mgh2，请思考“mgh”具有什么特殊意义？ h h2 h1 A B 可见,重力做的功等于mgh这个量的变化.在物理学中， mgh 是一个由特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。 佛山市第一中学 ☆☆物理科☆☆ guoguize@qq.com 动静分明 立志成才  二、重力势能 1. 定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。 大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。 （参考平面──零势能面） 3. 单位：焦（耳）J 1 J = 1 kg•m•s-2•m = 1 N•m 4. 重力势能是标量：只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示大小。 （h ─物体重心到零势能面的高度） Ep=