7.4 重力势能 课件-2021-2022学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

7.4 重力势能(1) 美国内华达州亚利桑那陨石坑,落下时产生的能量相当于2000万千克的TNT,为什么会具有这么大的能量? 想想我们以前学习的有关重力势能的知识: 这种由于高度改变而变化的能量叫做重力势能。 小球对泡沫板的撞击 物体竖直下落 从 A 到 B A h B h1 h2 WG=mgh =mg(h1-h2) =mgh1-mgh2 一、重力做功的特点如何 物体沿斜线运动 从 A 到 C A C h θ L h1 h2 WG=mgLcos θ =mgh =mg(h1-h2) =mgh1-mgh2 物体沿曲线运动 从 A 到 C Δh1 Δh2 Δh3 A C h A △h 1 θ L W1=mglcosθ1=mg △h 1 W=W1+W2+W3+ …… W=mg △h1+ mg △h2 + mg △h3 +…… =mg(△h1+ △h2 + △h3 ……) =mg h =mgh1-mgh2 如图7-29所示,y轴正方向竖直向上,水平地面处y=0。质量为m的物体沿任意路径1由A到B。位移为S。位移与所受重力之间的夹角为θ,A、B离开水平地面的数值高度分别为hA、hB(即A、B的y坐标)。 由于地表附近重力可视为恒力,根据恒力做功的计算式,这一过程中重力对物体所做的功 WG=mgscosθ (1) 由图示几何关系可得 h=hA-hB=scosθ (2) h为A、B的高度差。将(2)式代入(1)式 WG=mgh=mghA-mghB (3) 若物体沿着路径2返回A,这一过程的位移与S等大反向,与重力夹角为π-θ,则物体返回过程中重力做的功: WG‘=mgscos(π-θ)=-mgscosθ=-mgh (4) 想一下:如果物体沿路径1和路径2组成的闭合路径运动一周,则 WG‘+WG=0 所以我们由上述推导过程可以得出重力做功的哪些特点? 重力做功的特点 1、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。或者说沿任意闭合路径运动一周,重力做功为零。 重力做的功等于“mgh”这个量的变化。在物理学中,“mgh”是一个有特殊意义的物理量:它一方面与重力做的功密切相关,另一方面它随着高度的增加而增加、随着质量的增加而增加,恰与前述重力势能的特征一致,就用这个物理量表示物体的重力势能。 2.重力势能的表达式 m — 物体的质量,单位:千克(kg)