4.3 势能 课件-2021-2022学年高一下学期物理教科版必修2

瀑　布 水利发电站 4.3 势能 在你头上某一高度处用细绳悬挂一个较重物体， 你的感觉如何？ 想一想 重力势能 物体由于处在一定的高度而具有的能量是什么能量呢？这种能量的大小与哪些因素有关呢？ 想一想 结论： 1、与高度有关。位置越高，重力势能越大。 2、与重力有关。重力越大，重力势能越大。 Δh 思考与讨论：如图，质量为m的小球从高为h1的初位置沿三种不同的路径运动到高为h2的末位置。请计算三种情况下重力做的功分别是多少？根据计算结果你能总结出重力做功的特点吗？ 探究一、重力做功的特点 二、 理论探究 把握规律 W1=? W2=? W3=? 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 W1=mgΔh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 W2=mgLcosθ =mgΔh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 h1 h2 Δh …… △h1 △h2 △h3 △h4 A B 沿曲线运动 微元法 方法： 把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2……，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线， 设每段小斜线的高度差分别为Δh1、Δh1、Δh2……， 则物体通过每小段斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2、mgΔh3……. W3＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…… ＝mg(Δh1＋Δh2＋Δh3＋……) ＝mgΔh ＝mgh1－mgh2 θ L1 △h1 W=mgL1cosθ =mgΔh1 重力做功的特点： 重力做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。 1.如图所示，一物体从A点出发,分别沿粗糙斜 面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的B、C、D三点。关于重力 的做功情况，下列说法正确的是( ) A.沿AB面滑下时，重力做功最多 B.沿AC面滑下时，重力做功最多. C.沿AD抛物线运动时，重力做功最多 D.三种情况下运动时，重力做的功相等 课堂练习 重力做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。 D WG =mgh1－mgh2 表达式： “mgh”是一个具有特殊意义的物理量。 它与重力做功有关,又与重力势能的基本特征一致。 把物理量mgh叫做重力势能。 重力做功 9 2、表达式： 1、定义： 物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积,用Ep表示。 3、单位： 4、重力势能有无方向？ 阅读课本，明确以下问题： Ep = mgh 焦耳，符号为J 重力势能 重力势能是标量 10 探究二、重力做功和重力势能变化的关系 WG＝mgh1－mgh2 重力做的功 初态的重力势能 末态的重力势能 WG＝EP1－EP2 ①重力做正功 WG>0，则EP1>EP2，重力势能减少 重力对物体做的功等于重力势能的减少量。 ②重力做负功 WG<0，则EP1<EP2 ，重力势能增加 物体克服重力做的功等于重力势能的增加量 重力做功对应重力势能的改变，重力做了多少功就有多少重力势能发生改变。 课堂练习 2、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：（ ） A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加； C、重力做功为50J,物体的重力势能一定增加了50J D、重力势能是矢量，有大小，有方向。 AB 高度是相对的,所以重力势能也是相对的。 探究三、重力势能的相对性 h1 h2 c 质量为m的一个物体悬挂在 天花板上 甲同学站在B点算出重力势能 乙同学站在C点算出重力势能为 为什么？ 思考 B 需要先选定参考平面 ► 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。 ► 参考平面的选取是任意的 .一般选地面 ► 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值； 三、 势能的相对性 h h h A EPA=2mgh EPA=0 EPA=-mgh 参考面 参考面 参考面 15 练一练: 如图有一个质量2kg的小球从桌面以上高h1=1.2m的A点落到地面上的B点，桌面的高为h2=0.8m。请按要求填写下表 (g=10m/s2)。 参考 平面 小球在A点重力势能EpA 小球在B点重力势能EpB A→B下落过程小球重力做功 WG A→B下落过程小球重力势能变化ΔEp 桌面 地面 24J h1 h2 A B ►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不