1.4 势能及其改变-2021-2022学年高一物理备课必备课件（鲁科版2019必修第二册）

第四节 势能及其改变 第一章 功和机械能 鲁科2019 高中物理必修二 一块石头 淡定中！ Help! 2.如果把它高高的悬挂在 你的头顶上呢？ 1.放在你脚边，有何感觉？ 高空中的物体为什么对地面上的物体具有危险性？ 有较大的能量 物理学中，把物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能。 一、重力势能 物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能 雪崩 拦在高处的水 被举高的重锤 重力势能的大小与哪些因素有关？ 猜想与假设： 探究影响小球重力势能大小的因素 质量 高度 实验方法： 控制变量法 （1）让两个质量不同的小球从同一高度静止下落，观察两小球落入细沙后的下陷情况。 （2）让同一小球从不同高度静止下落，观察小球的下陷情况。 质量一定，高度越高， 重力势能越大 高度一定，质量越大， 重力势能越大 实验结论： 2、物理学中，物体的重力势能表示为： Ep 3、重力势能是标量 4、国际单位： 焦耳，符号为 J 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 有人从五楼窗台上跳下来，为什么一点事也没有？ 脑筋急转弯： 因为他向里跳到五楼的地板上。 算一算：若人的质量为50kg,五楼窗台距五楼地面的高度为1m，距楼外地面的高度为16m，g=10m/s2。则： 1、相对五楼地面，人的重力势能是多少？ 2、相对楼外地面，人的重力势能是多少? 500J 8000J 可见： 处同一位置的物体因选取的参考面不同，其重力势能是不同的。 5、重力势能具有相对性 一、重力势能 重力势能具有相对性 物体所处的高度总是相对一定的水平参考面而言，相对于不同的水平参考面，物体所处的高度是不同的。因此重力势能也是不同的。 处于参考面上的物体重力势能为零。因此参考面也称为零势能面。 零势能参考面 因此要求物体的重力势能必先确定零势能面，计算式中的h即为物体重心与零势能面的相对高度。当物体重心在零势能面上方时重力势为正，在零势能面下方为负。 mgh2 mg(h1+h2) 0 0 mgh1 -mgh2 0 -mgh1 -mg(h1+h2) 如果为了比较势能的大小，应选同一个参考面 参考面选取可以是任意的 计算物体的重力势能必须先选取零势能参考面 二、重力做功与重力势能改变的关系 求：1、滑雪者从A点滑到C点的过程重力做的功。 滑雪者质量为 m（可视为质点），从 A 点滑向 C 点，位移为 l，与竖直方向的夹角为 θ，A 点离水平面的高度为 h1 ，C 点离水平面的高度为 h2 。 由位移的定义可知不管从A通过什么途径到C,位移均为l,可见重力做功与路径无关 由功的定义可得重力做的功： 又： 或 只看首末位置的高度差 二、重力做功与重力势能改变的关系 求：2、滑雪者从A点滑到C点的过程重力势能的变化 滑雪者质量为 m（可视为质点），从 A 点滑向 C 点，位移为 l，与竖直方向的夹角为 θ，A 点离水平面的高度为 h1 ，C 点离水平面的高度为 h2 。 在A点的重力势能： 重力做的功： 在B点的重力势能： 重力势能变化： 二、重力做功与重力势能改变的关系 1、当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2重力势能减小 2、当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即WG＜０，EP1＜EP2重力势能增大 重力所做的功 重力势能的变化 决 定 重力势能的转化 高处的物体在下落时对外做功，因此，重力势能可视为一种被暂时存储起来的潜在能量。在生产生活中，人们根据需要将重力势能转化成其他形式的能量。 在江河中修筑堤坝提高水位，就可以利用水的重力势能发电 建筑工地常用的打桩机就是把重力势能转化为动能，从而把桩钉打入地下 拉满弦的弯弓在恢复原状时能把利箭发射出去 撑杆跳运动员利用手中弯曲的杆弹跳出去 可见，发生弹性形变的物体在恢复原状的过程中能够做功，说明它具有能量。 弹性势能 三、弹性势能 物理学中，把物体因为发生弹性形变而具有的能量称为弹性势能。 探究影响弹簧弹性势能大小的因素 将圆珠笔里的弹簧取出，再用硬卡纸做个小纸帽，套在弹簧上，用力将小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放开手，看看小纸帽能弹多高。 （1）用大小不同的力，使弹簧产生大小不同的弹性形变，看小纸帽弹起的高度有什么不同？ （2）换用不同劲度系数的弹簧，看小纸帽弹起的高度有什么不同？ 注意：不要用力太大，小纸帽弹得太高，造成不必要的麻烦 上述实验说明：用力越大，弹簧弹性形变 ，弹簧的弹性势能 ，弹簧对外做功越多。 越大 越大 A B h2 h1 重力势能与物体的高度有关 弹性势能与物体各部分之间的相对位置有关 势能：由相对位置决定的能量。 注意：势能是存储于一个系统内的能量，不是物体单独所具有的，而是相互作