8.2 重力势能 - 【物理优课PPT】高中物理必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

人教版 高中物理必修第二册 授课老师：* * * 1 1.知道重力做功与路径无关的特点。 2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。 3.理解重力势能的相对性。 4.知道重力势能是物体和地球系统所共有的。 核心素养要求 核心素养呈现 重力势能 物理观念 重力势能 弹性势能 科学思维 Ep=mgh Wc=-△Ep 科学探究 重力势能的推导 科学 态度 与责任 重力势能在生产、生活中的应用 学习目标 2 新课引入 当山坡积雪内部的内聚力抗拒不了它所受到的重力拉引时，便向下滑动，引起大量雪体崩塌的自然现象叫雪崩。 雪崩 3 新课引入 这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30 ~ 50米的流星撞击地面的结果。这颗铁质流星重约50万千克、速度达到20千米/秒,爆炸力相当于2000万千克TNT,据说，坑中可以安放下20个足球场。 陨石坑 4 新课引入 原因探究 这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。 在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。它的大小与哪些因素有关呢？ 那么重力势能的大小如何定量表示呢?本节课我们就来学习这个问题。 5 一、重力做功 请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功 A mg B A mg B l A A1 A2 A3 h1 h2 h3 h h1 h2 B 6 一、重力做功 第一种情况 重力做的功： WG＝mgh A mg B 第二种情况 重力做的功： WG＝ mglcosθ ＝mgh A mg B l 7 一、重力做功 A A1 A2 A3 h1 h2 h3 h h1 h2 B Δh1 Δh2 Δh3 A C h A △h1 θ m L 第三种情况 重力做的功 8 一、重力做功 △h h2 h1 A B 物体从A落到B的过程中,重力做功 重力做功 重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关 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。 9 二、重力势能 Ep 我们把物理量mgh叫做物体的重力势能 Ep=mgh 物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积。 说明：重力势能是标量，重力势能是状态量 单位：焦耳，1 J=1 kg·m·s-2·m=1 N·m 10 三、重力做的功与重力势能变化的关系 重力势能和重力做功的表达式非常相似，它们之间的关系是什么呢 ？ △h h2 h1 A B WG=Ep1-Ep2=-△Ep WG=mgh1－mgh2 重力做的功等于重力势能的减小量 ① 物体由高处运动到低处时，重力做正功，物体重力势能减少；重力势能减少的数量等于重力做的功。 ② 物体由低处运动到高处时，重力做负功，物体重力势能增加；重力势能增加的数量等于物体克服重力做的功。 11 三、重力做的功与重力势能变化的关系 求解1. 塔吊把一质量为 200 kg 的物体，从距地面高为 h1 = 8 m的高度匀速运到高为 h2 = 3 m 的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？ 练 习 重力势能减少了 10000J 物体下降，重力做正功，重力势能减少；重力势能减少的数量等于重力做的功。 结论1 12 三、重力做的功与重力势能变化的关系 求解2. 塔吊把一质量为 200 kg 的物体，从距地面高为 h1 = 3m的高度匀速运到高为 h2 = 8 m 的地方，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？ 练 习 物体克服重力做了 10000J 物体上升，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功。 结论2 重力势能增加了 10000J 13 四、重力势能的相对性 高度h是相对于谁的呢？ 重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面。 海拔 8840.12米 14 四、重力势能的相对性 重力势能的正负表示大小 重力势能与参考平面的选取有关 对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值； 下方物体的高度是负值，重力势能也是负值，重力势能为负。 表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。 重力势能：－3 J＞ － 5 J 15 四、重力势能的相对性 例2. 如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上 h1 = 1.2 m 的 A 点落到地面的 B 点，桌面高 h2 = 0.8 m。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。( g = 10 m/s2 ) 练 习 参考 平面 在A点 在B点 下落过程 重力做功 重力势能 变化 桌面 地