8.2 重力势能 课件 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第2节 重力势能 上节课学习了功和功率，也说过功和能量是密不可分的，那今天就以重力势能和弹性势能为例研究能的情况。 1 一.重力势能 1.重力做功 2.重力势能 3.重力做功和重力势能变化量的关系 二.弹性势能 1.弹性势能 2.探究弹性势能的表达式 目录 这节课主要讲重力做功，重力势能，还有他们之间的关系，还有弹性势能，以及探究弹性势能的表达式。 2 势能是什么？ 势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。 思考与讨论 初中的时候学过这样一个模型，小球从高处往下落，（光滑），这时重力势能转化为动能，然后动能转化为重力势能，那什么是势能呢？初中的定义是物体由于位置改变而具有的能叫势能，那势能到底是什么呢？在高中教材上，势能，是相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。这只是个定义，下面来具体的看一下。 3 一. 重力势能 4 想一想 先看一下，要想清楚重力势能，先把重力做功搞清楚，来看一下，一小球从某一位置下落高度h，重力做了多少功呢？mgh=mgh1-mgh2，把h展开， 5 想一想 想一想 从以上三个实验能得到什么启示呢？重力做功与路径没有关系，做一个总结。 7 P7：1 1.重力做功： 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， . 重力势能 8 (单选) 如图所示，物体沿不同的路径从A运动到B，其中按不同的路径： (1) 有摩擦力作用； (2) 无摩擦力作用； (3) 无摩擦，但有其他外力拉它；比较这三种情况下重力做的功、、以下正确的是 ( ) A. B. C. D. B 磨剑霍霍 （3）单位：重力势能是标量，单位：焦耳，符号为J 与重力所做的功密切相关 随高度或质量的增加而增加，与势能的特征一致 重力势能 （2）大小： 2.重力势能： （1）定义：物体由于位于高处而具有的能量. 重力势能 通过刚才的分析，我们可以把重力做功整理成W=mgh1-mgh2，从这个公式中，我们能否探究出新的东西呢？可以发现，mgh1是重力x初始的高度，mgh2是重力x终止的高度，我们对其中一个进行研究mgh。与重力所做的功密切相关，随高度或质量的增加而增加，与势能的特征一致，首先牵涉到做功，其次与质量、高度有关，所以说，索性把mgh叫做相对参考平面某位置的重力势能，表达式Ep=mgh，这个就是重力势能的表达式。 ， 10 （4）重力势能的性质 ① 系统性 重力势能 重力势能咱们知道了，那它有什么性质加深我们的了解，来看一下。 一个物体受到地球给它的重力，这个时候注意了，是由于地球给的重力才具有重力势能，所以说，。。。共有的。这个叫做重力势能的系统性。是系统所共有的，而非单个物体的，没有地球，就没有重力势能。 11 参考平面 负值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要小 （4）重力势能的性质 ② 相对性：计算重力势能前要先确定参考平面 重力势能 h相对于参考平面的，参考平面是什么意思呢？计算重力势能前要先决定参考平面，我们认为参考平面的高度h=0，Ep=0.如果说，某个物体在参考平面以上，h大于0，Ep大于0.物体在参考平面以下，h小于0，Ep小于0.需要注意的是，重力势能是标量，没有方向，但是是有正负的，负值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要小。这个正负有大小之分，因为大的话，比较高，。。。这叫相对性。 12 球质量均为1kg，g取10m/s2 （4）重力势能的性质 ③ 绝对性：参考面的选取不影响势能的差值. 重力势能 参考平面不同，重力势能是不同的，但差值不会发生变化，通过这个题，虽然说Ep有相对性，但是Ep的变化量不会变，参考平面的选取不影响势能的差值。 这就是重力势能的第三个性质。 13 如图所示，质量m=0.5kg球，从桌面以上高h1=1.2m的点下落到地面的点，桌面高h2=0.8m 在表格的空白处按要求填入数据 (2) 如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？ 所选择的参考平面 小球在点的重力势能 小球在Ｂ点的重力势能 整个下落过程中小球重力做的功 整个下落过程中小球重力势能的变化 桌面 地面 不会 磨剑霍霍 6J -4J 0J 减小10J 10J 减小10J 10J 10J 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加 3. 重力做功和和重力势能变化的关系： 表示初位置的重力势能， 表示末位置的重力势能 重力势能 重力做的功与势能的改变量是相反数关系，或者说等于重力势